粉煤灰和矿渣粉对混凝土抗裂性影响的试验研究.pdf

2 0 1 2 N O 1 0第1 1 卷 总第1 0 8 期 建筑材料 5 3 d o i ： 1 0 3 9 6 9 is s n 1 6 7 1 9 1 0 7 2 0 1 2 1 0 0 5 3 粉煤灰和矿渣粉对混凝土抗裂性影响的试验研究 Ex p e r i me n t a l S t u d y o n I mp a c t o f F l y As h a n d S l a g P o wd e r o n Cr a c k Re s i s tan c e o f Co n c r e t e 李 洁， ， 王起 帆 。 赵 之彬 s ， 黄 育。 ( 1重庆大学建筑设计研究院 ， 重庆 4 0 0 0 4 5 ； 2后勤工程学院军事建筑工程系 ； 重庆 4 0 1 3 l I ； 3解放军某部 ， 江苏南京 2 1 0 0 4 2 ) 摘 要 ： 该文分别研 究了粉煤灰 、 矿渣粉和 两者 混和物对混凝 土抗 裂性 的影响， 共做 了7 组试块 。 研 究结果表 明： 适量优质粉煤灰或适量矿渣粉或双 掺掺合料 的掺加有 利于减缓 混凝土早期干缩开裂现象的发生 ； 但 若继续增加 。 则对提高混凝土早期抗裂性不利 关键词 ： 粉煤灰 ； 矿渣粉 ； 混凝 土： 抗裂性 中图分类号 ： T U5 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 6 7 1 9 1 0 7 ( 2 0 1 2 ) 1 0 0 0 5 3 0 3 Ab s t r ac t ：T he i mp a c t o f fl y a s h， s l a g p o wd e r a n d t h e mi x t u r e o f t h e t wo ma t e r i a l s o n c r a c k r e s i s t a n c e o f c o n c r e t e i s s t u d i e d i n the p a pe r t h r o u g h s e v e n g r o u p s o fe x p e r i me ut s o n c o n c r e t e s a m p l e s Th e r e s u l t s s h o w t h a t p r o p e r am o u n t of h i g h q u a l i t y fly a s h ，s l a g p o wde r o r m i x t ur e C an i mp r o v e th e c r a c k r e s i s t a nc e o f c o n c r e t e ， b u t r e d uc e c r a c k r e s i s t a n c e i fthe a mo u n t i s e x c e s s i v e Ke y wor d s ： fly a s h； s l a g p o wd e r ； c o n c r e t e ； c r a c k r e s i s t an c e 0引言 随着混凝土在海港 、 桥梁等交通 工程、 部 分水利工程及 地 铁工程 中的广泛应用 ，混凝 土的早期抗裂性 问题越来越 引起 人们 的注意 。开裂是影 响混凝土耐久性 的重要 因素 ， 当裂缝 数 量和尺寸 达到一定程度时 混凝 土会因环境 中腐 蚀性物质 的 侵入而加速劣化 。因此 ， 如 何减 少混凝土的开裂是混凝 土领域 中一项重要 的研究课题【 1 。 混凝土 的开裂是因为混凝土 中拉 应力大于混 凝土 的抗拉 强度 。或 因为拉伸应变达到或超过混 凝土的极限 拉伸值而造 成的。混凝土是一种非均质不连续的多相复合材料 ， 结构 内部 主要薄弱面为 骨料 与水泥浆体之 间的界面处 因为水 泥浆体 泌水性 大 ， 浆体 中的水分 向上部迁移 ， 遇骨料后 受阻 ， 其 下部 形成水膜从而消 弱了界面的粘结性 因此混凝土 开裂 时微裂 缝 主要在 界面 处形成。从本质上讲 ， 提高混凝土 的抗裂性应改 善其内部结构 ， 改善水泥浆体 与骨料 之间 的界面 结构和性能 ， 减 少内部 微裂缝 ， 强化界面之间 的粘结。影响混凝土抗裂性的 因素很 多 ， 一般认 为 ， 抗 裂性好 的混凝 土具有抗拉 强度 高 、 弹 性模 量低 、 极 限拉伸值大等特点闭 。本文通过混凝土力 学性 能 试验 和膨胀干缩率试验 ，研究粉煤灰和矿 渣粉的掺量对 混凝 土抗裂性 的影响。 1实验原 材料及配合 比 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 6 1 4 作者简 介 ： 李洁( 1 9 8 1 - ) ， 女 ， 重庆 南川人 ， 本科 ， 工程 师 ， 主要 从事建 筑工程 设计与研究。 王起 帆( 1 9 7 9 一 ) ， 男 ， 河 南新 野人 ， 博 士生 ， 讲师 ， 主要从 事防护工 程 研究。 水泥 采用3 2 5 普 硅水泥 ： 砂 的表观密度2 6 8 g c m3 ， 细 度模 数2 6 4 ， 含泥量 0 2 5 ： 碎 石为一般碎石 ： 粉煤 灰采用某公 司一 级 粉煤 灰 ； 矿渣粉为某公司矿 渣粉 ； 水为 自来水 。 本试验为比较粉煤灰 、矿渣粉 和两者混和物对高性 能混 凝 土抗 裂性的影响 ， 在水胶 比一样的情况下做 了三 组试 块 以 A为基 准配合 比 ： B1 为单掺3 0 粉煤灰 混凝土 ： B 2 为单掺 4 0 粉煤灰 混凝土 ： C1 为单掺4 0 矿渣粉混凝 土 ： C 2 为单 掺6 0 矿 渣 粉混凝土 ： D1 为双掺2 0 粉煤 灰+ 4 0 矿渣粉 混凝土 ： D 2 为 双掺3 0 粉煤灰+ 4 O 矿渣粉混凝土 ； 配料见表 1 。 表 1试 验 混 凝 土 配 合 比 2试验 结果及分 析 2 1 混凝土力学性能 混凝 土力学性能根据混凝土试验规程进 行测试。本试验 主 要测试 了混凝土 的抗 压强度 、 抗拉 强度、 弹 性模量 、 极 限拉 重庆建筑 Ch o n g q i n g Ar c h i t e c t u r e 伸值等指标。结果见 表2 所示。 表2 试 验结 果 由表2 知 ， 所有配合比混凝土2 8 d 抗压强度均满 足C 3 0 的强 度 要求 ： 在掺 入粉煤灰 和矿渣粉后 ， 通 过水胶 比的调整 ， 混凝 土2 8 d 抗 压强度 和弹性模 量与 没掺 入粉煤 灰和矿 渣粉 的混凝 土相比均有提高 ：单掺和 双掺粉煤灰和矿渣粉对抗 拉强度影 响不大 。单掺粉煤灰 ， 混凝土极限拉 伸值略有降低 ， 而单掺矿 渣粉和双掺粉煤 灰加粉煤灰对混凝土极 限拉 伸值略有提高。 2 2干缩 ( 膨 胀 ) 试验 混凝土试件2 d 龄 期时拆模 然后测其初长 再浸于2 0 + 3 水 中养护 ， 分别测 l d 、 7 d 和 1 4 d 长 度 ， 然后移 入干缩 室中 ， 测定 2 8 d 和9 0 d 试件长度 ， 结果如表3 。 表3 混凝土干缩 ( 膨胀 ) 试验结果 结果用图表示如下 由图1 可见 ，在混凝 土中掺加 优质粉 煤灰取 代部分水 泥 后 ，混凝土早期膨胀率有所 增加 ，相应混凝土干缩 率有所降 低。优质粉煤灰的掺加有利 于减 缓混凝土早期干缩 开裂现 象 4 3 亨 呈l 徭 婚 H _ 0 崔 馥 1 _2 3 寸 2 一 褂 婚 擎 崔 避 f ： ： = 二 一 一 一 ： ： 一 一 一 ” 一 ” at 、 - 一 一 二 、 ： I二 二 。 一 一 。 l _ 0- _ - -_ t -_ 一- - _ _ 。 - -_- - _ - - -_-一一- l 龄期 ( d 】 图1粉煤灰掺量对混凝 土膨胀干缩率的影响 苫 = I l 好 鲁 【 餐 馥 e 一 - 。 。 口、 。 一 ： 一 一一 一 一一 j 一 一一 二 = 二 o n 0 一 - - _ - _ - - - _ - - 、 一 、 - 0 - -_ - - 龄期 ( d 1 F； = = I - 1- I B l l I= ： 墼I I - - A I l_ - 厶 C 1 l ： ： l 图2矿渣掺 量对混凝土膨胀干缩率的影 响 2 l O 1 2 3 龄期( d 1 l_ -量- D 1 I l ： ： 窑 ： ： 婴I 图3双掺量对混凝土膨胀 干缩率的影响 的发生 。粉煤 灰掺量 的继续增加 ， 对提高混凝土早期抗裂性 不 利 ； 由图2 可见 ， 在混凝土 中掺加矿 渣粉取代部分水泥后 ， 混凝 土早期膨胀 率有所增加 ， 并 随矿渣粉掺 量的增加而增加 ， 试验 结果 表明适量掺加 矿渣粉可减缓混凝 土早期干缩开裂现象 的 发 生 ： 由图3 可见 ， 在混凝 土中采用双 掺粉煤 灰加矿 渣粉取 代 4 3 2 O 之 0