粉煤灰摻量對(duì)高性能混凝土性能影響的研究

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1、第1O卷第2期石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)VOL．10No．22011年6月JOURNALOFSHlJIAZHUANGINSTnuTEOFRAILWAYTECHN0LOGYJUn．201l粉煤灰摻量對(duì)高性能混凝土性能影響的研究張淑芳(中鐵十八局集團(tuán)物資設(shè)備部天津300222)摘要：通過(guò)大量對(duì)比試驗(yàn)，研究不同摻量的粉煤灰對(duì)高性能混凝土凝結(jié)時(shí)間、工作性能、力學(xué)陛能等方面的影響，為客運(yùn)專線高性能混凝土的配制提供參考。關(guān)鍵詞：高性能混凝土粉煤灰摻量試驗(yàn)．中圖分類號(hào)：TU5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673—1816(2011)02-0021—04高性能混凝土2O世紀(jì)90年代以來(lái)，以其良好的力學(xué)性能、工

2、作性能、體積穩(wěn)定性、耐久性而得到廣泛應(yīng)用。在混凝土中摻人活性礦物摻合料是獲取高性能混凝土的途徑之一，粉煤灰為電廠工業(yè)廢料，作為活性礦物摻料一種，利用粉煤灰不僅具有極大經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)也具有極高的社會(huì)價(jià)值，但人們?cè)谟么髶搅糠勖夯遗渲聘咝阅芑炷習(xí)r，總是有所顧慮，認(rèn)為摻量太大會(huì)造成混凝土的各種性能的降低，本文在進(jìn)行武廣客運(yùn)專線線下工程高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)此進(jìn)行了對(duì)比研究。1試驗(yàn)原材料水泥：湖北黃石華新P．O42．5水泥，表現(xiàn)密度3．1X10。kg／m3。粗骨料：湖北黃石郭沖碎石，碎石最大粒徑20．0rain，表現(xiàn)密度2．71×10kg／m。細(xì)骨料：洞庭湖河沙，細(xì)度2．6，表現(xiàn)密度2．62

3、×103kg／m3。粉煤灰：湖北科能公司出產(chǎn)的粉煤灰，表現(xiàn)密度為2．30~10。kg／m。三一厘莒粉煤灰摻入量％圖1混凝土初凝時(shí)間與粉煤灰摻拌量的關(guān)系圖收稿日期：2011—04—26作者簡(jiǎn)介：張淑芳(1971一)，女，河南泌陽(yáng)人，工程師，研究方向材料科學(xué)與工程。21石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)2011年第2期j一厘窖辮粉煤灰摻入量％圖2混凝土終凝時(shí)間與粉煤灰摻拌量的關(guān)系圖2試驗(yàn)結(jié)果與分析2．1粉煤灰摻拌量對(duì)凝結(jié)時(shí)間影響研究圖1與圖2為等水膠比條件下，不同粉煤灰摻拌量與混凝土凝結(jié)時(shí)間的關(guān)系曲線圖，從圖上可以看出，不同粉煤灰摻拌量對(duì)初凝時(shí)間與終凝時(shí)間影響顯著。其發(fā)展趨勢(shì)基本成線性，凝結(jié)時(shí)間隨粉煤

4、灰摻拌量的增加而增加，初凝時(shí)間與終凝時(shí)間的變化趨勢(shì)基本相同，因此在實(shí)際施工中使用，可選擇適當(dāng)?shù)膿桨枇?，控制初凝、終凝時(shí)間，從而不影響施工進(jìn)度。2．2粉煤灰摻拌量對(duì)高性能混凝土工作性影響的研究粉煤灰中含有大量的球狀玻璃體，其表面光滑無(wú)棱角，在混凝土攪拌過(guò)程中起到潤(rùn)滑的作用。同時(shí)粉煤灰的摻入可分散水泥顆粒，釋放更多的漿體來(lái)潤(rùn)滑骨料，提高了混凝土工作性能。而且在混凝土中摻入了粉煤灰，可以補(bǔ)償細(xì)骨料中細(xì)屑的不足，減少混凝土的拌合用水量，使混凝土中的水灰比降低到更低，減少泌水和離析現(xiàn)象，提高了混凝土的和易性。從圖3可以看出，隨著粉煤灰摻量的增加，昆凝土拌合物的坍落度和擴(kuò)展度逐漸增大。隨著粉煤灰摻量的

5、增加，坍落度增加較為平緩。摻量為20％3O％時(shí)，擴(kuò)展度增加較明顯，摻量超過(guò)3O％以后，隨著粉煤灰摻量的增加擴(kuò)展度增加趨于平緩。粉煤灰摻量％圖3混凝土塌落度和擴(kuò)展度與粉煤灰摻拌量的關(guān)系圖22第2期張淑芳粉煤灰摻量對(duì)高性能混凝土性能影響的研究2．3粉煤灰摻拌量對(duì)抗壓強(qiáng)度影響研究圖4為等水膠比情況下，不同粉煤灰摻量混凝土強(qiáng)度發(fā)展曲線。對(duì)早期強(qiáng)度而言，隨粉煤灰的摻量增加而降低，而后期在28d和56d時(shí)的強(qiáng)度接近，說(shuō)明粉煤灰摻量對(duì)高性能混凝土早期抗壓強(qiáng)度影響甚小。這是由于3d、7d時(shí)粉煤灰尚未參加水化反應(yīng)，主要起物理填充作用，混凝土的強(qiáng)度主要由水泥的水化作用提供，故早期強(qiáng)度主要決定于水灰比；后期強(qiáng)度

6、增長(zhǎng)較快的原因，是由于粉煤灰參與了二次水化反應(yīng)，加之微集料填充效應(yīng)，使得抗壓強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。28d以后，基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度發(fā)展曲線與摻加粉煤灰的混凝土相比較為平緩，粉煤灰摻量為10％一40％混凝土的56d抗壓強(qiáng)度與基準(zhǔn)混凝土的抗壓強(qiáng)度基本相當(dāng)。i曼唾出1O203o4o5O齡期(d)圖4不同粉煤灰摻拌量抗壓強(qiáng)度隨齡期變化曲線2．4粉煤灰摻拌量對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響研究(如圖5所示)表1為抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。在混凝土開(kāi)裂之前，外剪力主要由水泥和骨料共同承擔(dān)，而一旦出現(xiàn)裂縫，外剪力則主要由骨料本身以及骨料與水泥之間的咬合力承擔(dān)；混凝土在直剪狀態(tài)下破壞時(shí)的破壞面均穿越骨料，因而有理由相信骨料本身的抗剪強(qiáng)度對(duì)混凝

7、土抗剪強(qiáng)度有重要影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在等水膠比條件下，粉煤灰摻量大于30％時(shí)，其7d齡期基本無(wú)抗剪強(qiáng)度；而28d齡期混凝土摻量為1O％一40％時(shí)，其抗剪強(qiáng)度相差不大。表1不同粉煤灰摻量的混凝土抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果23石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)2011年第2期山舌=000寶oo：刪j翻5咖{骶教101520253O35401Ol52025303540粉煤灰摻拌量％粉煤灰摻拌量％圖5抗剪強(qiáng)度與粉煤灰摻拌量的關(guān)系圖圖6彈性模量與粉煤灰摻