不同摻量粉煤灰混凝土的強(qiáng)度試驗

1、不同摻量粉煤灰混凝土的強(qiáng)度試驗一前言粉煤灰是發(fā)電廠發(fā)電過程中燃燒廢棄物之一。 粉煤灰摻入混 凝土，在土木工程及道路建造中，應(yīng)用的較為廣泛。由于輕骨料 的自身缺陷，如吸水率高，強(qiáng)度低，容重變化大等缺點，粉煤灰 在摻入混凝土過程中， 對輕骨料的包裹性 , 可以減少用水量 , 從 而在一定程度增加混凝土的強(qiáng)度、 和易性和耐久性 , 并且也可用 提高混凝土的抗凍性 , 對北方嚴(yán)寒地區(qū) , 尤其是常年處于水中 的橋梁墩臺的粉煤灰混凝土的使用具有一定的參考價值和意義。二試驗材料與試驗方案本文試驗案例， 根據(jù)混凝土標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范， 以及混凝土耐久性試 驗, 并應(yīng)用 CH-5 壓力試驗機(jī)，對混凝土立方體試件單軸抗壓

2、強(qiáng) 度進(jìn)行試驗。其抗壓強(qiáng)度試件的尺寸為 100mM 100mrhC 100mm立 方體，放入養(yǎng)護(hù)箱進(jìn)行養(yǎng)護(hù)試驗， 并且測得 3d、7d, 、1 4d、21 d, 、 28 d、 90 d 的抗壓強(qiáng)度 ; 抗凍性試件采用了尺寸為100mrW 100mmX 100m m的試件?；炷恋膬鋈谘h(huán)試驗按照GB/T50082-2009 的普通混凝土長期性、耐久性試驗方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 , 在試驗前，要將試件浸泡 4 日,直到內(nèi)部飽水狀態(tài)以后才可以開 始進(jìn)行凍融循環(huán) ,每進(jìn)行 25 次凍融循環(huán)以后取出試件， 做一次抗 壓強(qiáng)度測定、及強(qiáng)度損失率。1. 試驗材料（一）水泥: 冀東 P. O42. 5 普通硅酸鹽水泥

3、。（二）粗骨料 : 浮石集料。（三）細(xì)骨料 : 天然河沙，顆粒級配良好。其細(xì)度模數(shù)為2.56， ,含泥量百分之二，堆積密度為每立方米為1465 kg ，表觀密度每立方米為 2645 kg ，其含水率為 1. 987%。（四）粉煤灰；（五）減水劑 : RSD-8 型高效減水劑 , 。主要成分是萘酸鈉甲 醛高縮聚物。摻量為百分之三，減水率可達(dá)百分之二十，并且對 鋼筋沒有銹蝕作用。（六）水: 普通的自來水。2 . 試驗方案通過對混凝土的性能的試驗研究 , 試驗內(nèi)容為粉煤灰混凝 土抗壓、抗凍能力方面的試驗 ;選擇LC40強(qiáng)度等級混凝土作為本實驗的基準(zhǔn)混凝土 ，增加 粉煤灰的摻量作為試驗組。 粉煤灰的摻

4、量按水泥質(zhì)量的百分比計 算，分別為百分之十五（FA組），百分之二十（FB組）,百分之三 十（FC組）,百分之四十五（F組）,百分之六十（FE組）。三. 試驗結(jié)果與分析1. 混凝土強(qiáng)度特征分析不同摻量的粉煤灰，它的作用也不同，并且，它的抗壓強(qiáng)度 增長規(guī)律也不盡相同。 例如，粉煤灰的含量在百分之二十以內(nèi)時 , 尤其是在含量超過百分之十五， 接近百分之二十的時候， 早期強(qiáng) 度和不摻粉煤灰的混凝土的強(qiáng)度相差不大 , 這是因為粉煤灰在取 代部分水泥的時候 ,它只是降低了水泥的密度 , 在施工中減緩了 水泥前期的水化強(qiáng)度 ; 粉煤灰水化反應(yīng)一般在 14d 左右，它和水 泥的水化產(chǎn)物CH產(chǎn)生二次水化反應(yīng)，使

5、混凝土在水化過程中趨 于均衡、平穩(wěn),并且粉煤灰還可以把混凝土中的輕骨料包裹起來， 粉煤灰中活性成分反應(yīng)生成的水化硅酸鈣 CSH凝膠,它能夠把輕 骨料中的孔隙填滿 , 并且還能增強(qiáng)混凝土的密實度 , 使其后期強(qiáng) 度增大,這時, 粉煤灰混凝土?xí)S著摻量和齡期的增加 ,其抗壓強(qiáng) 度也趨于對數(shù)關(guān)系。粉煤灰摻量大于百分之二十，在百分之三十到六時的時候， 隨著粉煤灰摻量的增加 , 其抗壓強(qiáng)度反而降低了 , 這是由于粉煤 灰的摻量過大 , 并且超過了混凝土的包裹量 , 在二次水化作用后 多余的粉煤灰顆粒形成一層界面覆蓋在漿體周圍 , 造成混凝土 內(nèi)部產(chǎn)生多層界面 , 使得內(nèi)部穩(wěn)定性變差 , 直接影響了混凝土

6、 的強(qiáng)度 , 造成摻量與強(qiáng)度成反比 , 并且使得后期抗壓強(qiáng)度增長 相對百分之十五以上， 接近百分之二十的摻量來看， 其強(qiáng)降低減 小, 強(qiáng)度發(fā)育比較平緩 , 呈現(xiàn)非線性的二次多項式。2. 混凝土抗壓強(qiáng)度的回歸分析根據(jù)表 5（混凝土試驗結(jié)果 ） 和圖 1（混凝土的抗壓強(qiáng)度與齡 期的關(guān)系 ）的曲線 , 利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行回歸分析 , 得到各個摻量 的擬合方程。摻量百分之零、百分之十五、百分之二十的方程為 : fn = A ln( d ) + B ;摻量在百分之三十、百分之四十五、百分之六十時的方程 為 :f n=-Cd2+Dd+E ；式中 : fn-n 天齡期的混凝土的強(qiáng)度 /MPa； d- 代表養(yǎng)護(hù)

7、齡期 ;R-代表相關(guān)系數(shù)；3. 凍融后抗壓強(qiáng)度試驗分析 粉煤灰混凝土試塊的強(qiáng)度值隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加抗壓 強(qiáng)度都在逐漸減小。 粉煤灰摻量為百分之二十的混凝土試塊在不 同的凍融循環(huán)次數(shù)后的抗壓強(qiáng)度值始終保持最大 , 并且通過凍 融前后抗壓強(qiáng)度的對比 , 摻量百分之二十的損失率最低。從總體上來看 , 由于在負(fù)溫度的條件下 , 水容易結(jié)成冰并且 造成體積的膨脹 , 這和混凝土在反復(fù)凍融后的強(qiáng)度降低的特征非 常相似。摻入不同量的粉煤灰對混凝土的抗凍性能會有不同的影 響, 當(dāng)摻入百分之十五至百分之三十時 , 在反復(fù)凍融后混凝土 的強(qiáng)度大于不摻粉煤灰的強(qiáng)度 , 可以分兩方面解釋 : 一是在混 凝土中用粉

8、煤灰部分代替水泥 , 能吸收水泥水化生成的氫氧化 鈣而改善界面結(jié)構(gòu) , 使之不致與因浸析而擴(kuò)大冰凍產(chǎn)生過多的 裂縫 ; 二是粉煤灰的二次水化作用產(chǎn)生的填充效應(yīng) , 可以使截 留空氣量和泌水量減少 , 改善混凝土的孔結(jié)構(gòu) , 降低混凝土的 孔隙率 , 從而增加了密實度。當(dāng)粉煤灰摻量超過百分之三十時 粉煤灰代替水泥的量增加 , 粉煤灰過多使得混凝土產(chǎn)生多層界 面造成穩(wěn)定性較差 , 再加上輕骨料自身強(qiáng)度也不高 , 經(jīng)過多次 凍融后 , 混凝土孔隙逐漸增多 , 裂縫逐漸擴(kuò)大 , 密實度越來越 低, 所以混凝土的強(qiáng)度隨著摻量的增加而減少。4. 混凝土 100 次凍融前后的應(yīng)力 - 應(yīng)變關(guān)系曲線通過試驗得

9、出各組應(yīng)力應(yīng)變曲線，取出QA FB FD FE組 作為代表組 , 對混凝土凍融前后的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行對比分析。( 1) 凍融前后混凝土應(yīng)力 - 應(yīng)變?nèi)€相似 , 由上升段和 下降段組成 , 并含有比例極限點、臨界應(yīng)力點、峰值點、反彎點 和收斂點 ;( 2) 不同摻量粉煤灰混凝土的應(yīng)力 􀀁應(yīng)變曲線形 狀類似 , 上升段接近直線 , 當(dāng)?shù)竭_(dá)峰值應(yīng)力時 , 曲線斜率減小 為零, 但沒有水平段 , 隨后曲線下降 , 下降段比較陡 , 當(dāng)應(yīng)力 為峰值的百分之二十 左右時 , 曲線趨于水平 ;( 3) 凍融后的應(yīng)力 -應(yīng)變曲線的上升段較平緩 , 趨于拋物 線形式; 當(dāng)?shù)竭_(dá)峰值應(yīng)力時 , 曲率減小為零 , 隨后下降 , 下降 段也較平緩 , 最后趨于直線 ;( 4) 摻量小于百分之二十時 , 曲線的斜率變大 , 下降段變陡 , 這是由于一定摻量的粉煤灰發(fā)生的水化反應(yīng)一定程度的增加了 混凝土的彈性模量 ; 隨粉煤灰的增加摻量大于百分之二十時 , 曲 線上升段的