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预湿陶粒对混凝土力学性能和自收缩的影响.pdf

1、高长海 : 预湿陶粒对混凝土力学性 能和 自收缩 的影响 5 预湿 陶粒 对混凝 土力学性 能和 自收缩 的影 响 高长海 ( 齐齐哈尔市工 民建筑工程有限责任公司 。 黑龙江齐齐哈尔1 6 1 0 0 0) 【 摘要】 把预湿陶粒引入到高性能混凝土中, 通过改变预湿陶粒的取代量、 预湿陶粒的含水量来探讨这两 个因素对高性能混凝土力学性能和自收缩的影响, 从而提出一个降低混凝土早期 自收缩和增强早期抗裂性能的 方 法。 【 关键词】 白收缩; 预湿陶粒 ; 相对湿度; 抗压强度 【 中图分类号J T U 5 2 8 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号J 1 0 0 1 6 8 6 4 (

2、2 0 1 2 ) 0 5 0 0 0 5 0 2 高性能混凝土具有低水胶 比的特点 , 有时表现出严重 的早期 自收缩。后者是导致高性能混凝土开裂的一个重要 原因。混凝土具有高性能是个发展趋势 , 低水胶 比技术 和掺加矿物外加剂明显的增强了混凝土的工作性、 强度和 耐久性。P L u r a的研究表明混凝土的内部相对湿度的降低 源于混凝土早期的白干燥 , 同时低水胶 比也导致 了内部 相对湿度的快速降低。A B e n t u r 在混凝土中加入 了预湿轻 集料, 利用这些集料的“ 蓄水池” 作用来降低混凝土的 自收 缩, 并且已经取得了一些进展 J 。 1 试验原材料 水泥: 冀东水泥厂

3、的盾石牌 P O 4 2 5强度等级水泥; 粉煤灰: 阿城热电厂的 级粉煤灰 , 比表面积为 3 8 0 m k g ; 硅灰: 武汉钢铁公司的比表面积为 2 0 0 0 0 m k g的硅灰; 粗骨 料: 为沈阳康家山碎石, 最大粒径 2 5 ram, 连续级配; 轻骨料 采用粒径为 51 6 m m, 抗压强度为 7 8 MP a粘土质陶粒; 细 集料: 粒径不大于 5 m m的中砂, 细度模数为 2 8 , 含泥量小 于 l 。减水剂: 萘系高效减水剂。水: 饮用水。 2 试验方法 2 1 测试混凝土内部相对湿度的方法 试块的尺寸为 1 5 0 mm x 1 5 0 mm x 1 5 0

4、 m m, 采用一个直径 为 3 0 m m的塑料管插入混凝土的预留测试孔中。 调整插入的 深度为 7 5 mm, 调整好之后管口用凡士林密封以免混凝土内 部和外部的水分交换。为了模拟 自收缩条件, 试件在重复 调整之后要立 即用液体石蜡密封, 养护温度为 2 0 3 C, 混 凝土内部相对湿度测试设备具有 0 1 相对湿度的精确度, 用它可以测试混凝土的内部相对湿度。当测试时, 设备的 探针插入到那个管中, 然后密封好探针和管中间的空隙, 当 管中的湿度达到一个平衡时, 开始采集数据。 2 2 测试混凝土的自收缩的方法 每组浇注三个 1 0 0 ra m x 1 0 0 m m3 0 0 m

5、m的试件 , 在模 具里铺上一个薄膜 , 同时浇注前在每个试样的底面固定上 两个移动的铜探针。1 d之后 , 拆掉模具 , 然后用液体石蜡密 封试件并且用塑料薄膜包裹上。养护温度为 2 03 。用 一 个设备可以精确到0 0 1 m m的仪器来测试 自收缩, 自收缩 的测试周期与内部相对湿度的测试周期同步进行。 3实验 结果与讨 论 3 1 陶粒取代率对混凝土力学性能的影响 表 1 列出了一些供参考的混凝土的配合 比, 水胶 比是 0 3 4 , 水泥和粉煤灰 的量分别是 4 2 3 5 k g m 和 1 0 5 9 k g m , 陶粒取代率分别是 1 0 , 2 0 , 3 0 和 4

6、| D 。如表 1所 示 , 掺加陶粒的混凝土2 8 d抗压强度和弹性模数均下降, 尤 其是取代率达到 2 0 , 下降趋势非常明显。随着陶粒取代 3结语 ( 1 ) 天然骨料与再生骨料的冻胀系数不同, 故 3 0 粗 骨料取代率的再生混凝土抗冻性能最差, 冻融过程中表面 剥落现象严重, 其质量损失也为正值, 且随冻融次数增加, 损失值增大。1 0 0 取代率的再生混凝土抗冻性能最好。 ( 2 ) 1 0 0 取代率的再生粗骨料混凝土相对动弹模略 高于天然粗骨料混凝土, 其它取旗率 的再生粗骨料混凝土 相对动弹模均低于天然粗骨料混凝土 , 其中 3 0 取代率的 最低, 且其相对动弹模随着再生

7、粗骨料取代率的增加而呈 现下降趋势。 ( 3 ) 此次试验研究 了未添加掺和料的寒冷地区再生 混凝土的抗冻性 , 试验证明, 在寒冷地区经过数次冻融的混 凝土建筑 , 仍然可以变废为宝 , 制成再生混凝土进行循环利 用, 走可持续发展的道路。 参考文献 1 陈德玉, 刘来宝, 严云, 等 不同因素对再生骨料混凝土抗冻性 的影响 J 武汉理工大学学报, 2 0 1 1 , 3 3 ( 5 ) : 5 4- 5 8 2 冯嘉, 李秋义, 宋菁, 张健 再生粗骨料混凝土抗冻性试验研究 J 青岛理工大学学报, 2 0 1 1 , 3 2 ( 4 ) : 4 4 4 8 3 王军强, 陈年和, 蒲琪 再

8、生混凝土强度和耐久性能试验 J 混凝土 , 2 0 0 7, ( 5 ) : 5 3 5 6 4 毛添钿, 熊国繁, 肖慧莎 再生混凝土的耐久性能研究 J 山 西建筑 , 2 0 0 9, 3 5 ( 9 ) : 1 6 41 6 5 5 王立久, 汪振双, 崔正龙, 等 再生混凝土抗冻耐久性试验研究 J 低温建筑技术, 2 0 0 9 , 3 1 ( 7 ) : 1 2 收稿日期 2 0 1 1 1 2 2 7 作者简介】 郑秀梅( 1 9 7 6 一) , 女, 黑龙江兰西人, 剐教授, 硕 士, 主要从事高性能混凝土耐久性研究。 6 低温建筑技术 2 0 1 2 年第 5 期( 总第 1

9、 6 7 期) 率的升高, 混凝土的抗压强度和弹性模量越来越低。 表 1 陶粒对混凝土力学性能的影响 3 2 陶粒取代率对混凝土内部相对湿度的影响 图I陶粒取代率对混凝土内部相对湿度影响 图 1 显示了 5 组混凝土的内部相对湿度随着养护龄期 的增长而下降的规律。在相同养护龄期的条件下 , 掺加陶 粒的混凝土的内部相对湿度均高于作为参考的空 白混凝 土。这说明在水泥水化过程中陶粒中的水分被释放出来, 起到了自我修复的作用, 从而推迟了内部相对湿度的降低 过程。同样从 l和表图 1中, 可以看出, 被引进的水量越多, 这种推迟作用就越明显。例如空白混凝土中内部相对湿度 从 1 0 0 降到9 0

10、 发生在 1 4 d时 , 而1 0 取代混凝土因为通 过预湿陶粒吸收了3 0 5 k g m 的水, 所以它的内部相对湿度 从 1 0 0 降到 9 o 大约需要2 0 d 。通过比较, 2 0 和 3 0 取 代混凝土引进了更多的水量, 内部相对湿度降到相同的值 时, 需要的时间就更长, 大约 3 0 d 。 含水量 k g m 图2 不同龄期时吸收与相对湿度的关系 通过图 2可看出, 混凝土内部相对湿度在 7 d以内下降 的速率远远高于 7 d 后的, 这是由于7 d以内水泥发生大量的 水化反应。在相同龄期时, 混凝土内部相对湿度与陶粒含 水量成线性关系, 1 d , 3 d , 7 d

11、 , 1 4 d和 2 8 d的内部相对湿度随 着含水量的增加而增大。显然, 含水量对不同龄期的内部 相对湿度的影响是不同的。随着水泥水化的进行 , 陶粒含 水量对混凝土内部相对湿度的影响作用越来越明显。在 1 4 2 8 d龄期间混凝土内部的相对湿度可以通过调整陶粒含 水量而保持在一个定值上。通过以上的分析可以看出陶粒 含水量对混凝土内部相对湿度的影响在早期 比后期敏感。 3 3 陶粒取代率对混凝土自收缩的影响 3 0 o 宝 2 0 0 瓣 篓1 0 0 皿 0 - - 5 0 龄期, d 图3陶粒取代率与混凝土 自收缩 的关系 从图3中可看出, 随着养护龄期的增加混凝土 自收缩 逐渐增大

12、。作为参考系的空白混凝土在 2 8 d 龄期时自收缩 率达到3 0 0 1 0 , 和它相比1 0 和2 0 取代混凝土自收缩 率相对下降, 因为它们掺入了预湿陶粒。陶粒含水量越大 , 混凝土的自收缩率越小。例如, 3 0 和 4 0 取代混凝土早 期产生一些微膨胀, 这些膨胀来 自轻集料 中水的释放和陶 粒的吸水膨胀。在低水胶比和密封条件下, 混凝土内部相 对湿度随着龄期的增长而急剧下降。浆体中的水消耗殆尽 时, 在预湿轻集料中的水被释放出来, 从而降低或推迟了混 凝土中的白干燥。被引进的水量越多, 水被释放的时间越 长, 减小自干燥的作用越明显 , 因此自收缩就越小。 4结语 混凝土的内部

13、相对湿度随着养护龄期的增长而下降, 1 7 d内的下降速率尤为明显。预湿陶粒中水分推迟了内部相 对湿度的下降过程, 同时增大了不同龄期时的内部相对湿度。 在同一养护龄期时, 随着含水量的增加, 内部相对湿度增加。 随着预湿陶粒含水量的增加, 在相同龄期的条件下, 自收缩率 下降, 含水量越大, 混凝土的自收缩率越小。在陶粒含水量、 内部相对湿度、 自收缩之间建立了定量关系, 通过控制陶粒含 水量可以调节内部相对湿度和减小 自收缩。 参考文献 1 P L u r a A u t o g e n o u 8 d e f o r m a t io n a n d i n t e rna l c u

14、r i n g o f c o n c r e t e J D e l f t : D e l f t U n i v e r s i t y P r e s s , 2 0 0 3 2 董淑慧, 等低水灰比混凝土内部相对湿度变化规律研究 J 武汉理工大学学报, 2 0 0 9 , 3 1 ( 7 ) : 8 4 盯 3 江亚千, 许中梓 。 吴剑林 高性能混凝土中泡沫轻集料的内部 修复作用 J 混凝土与水泥报刊, 2 0 0 3 , ( 5 ) : 1 3 一l 5 收稿日 期】 2 0 1 1 - 0 3 一 o 7 【 作者简介 高长海( 1 9 6 4一 ) , 男, 山东利津人, 工程师 , 从事 施工管理与施工技术研究工作。 承、 避嘣靛 毯 靛罂

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