双掺矿物掺合料高性能混凝土的强度与收缩试验研究.pdf

2 0 1 6 年 第 2期 (总 第 3 1 6期 ) Nu mb e r 2 i n 2 0 1 6 ( T o t a l N o 3 1 6) 混 凝 土 Co nc r e t e 原材料及辅助 物料 MATERI AL AND AD NI CLE d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 6 0 2 0 2 0 双掺矿物掺合料高性能混凝土的强度与收缩试验研究 赵素梅 ，贡金鑫 ( 大连理工大学 建设工程学部 土木工程系， 辽宁 大连 1 1 6 0 2 4 ) 摘要 ： 对双掺粉煤灰和矿渣的高性能混凝土进行了强度和收缩试验， 分析了粉煤灰和矿渣双掺比例( 1 ： 2 、 2 ： 3 、 1 ： 1 ) 及双掺总 量 ( 3 0 、 4 0 、 5 0 ) 的影响。 研究表明， 在双掺 比例相同的条件下， 随着双掺总量的增加， 高性能混凝土强度降低 ， 总收缩和干缩 降低， 自收缩增加 ； 在双掺总量相同的条件下， 随着双掺比例的增加 ， 高性能混凝土早期强度降低 ， 后期强度增加、 总收缩降低、 自 收缩减少和干缩增加。 在双掺情况下， 单独增加粉煤灰或矿渣的掺量 ， 粉煤灰降低早期强度和总收缩的效果更明显， 但矿渣引起 自收缩增大的幅度大于粉煤灰引起 自收缩减小的幅度 ； 相 比于粉煤灰 ， 矿渣降低干缩的效果更明显； 矿渣增大 自收缩的幅度远小 于其降低干缩 的幅度。 通过回归分析得到了双掺高性能混凝土的收缩计算式。 关键词 ： 高性能混凝土； 强度； 总收缩；自收缩； 双掺矿物掺合料 中图分类号 ： T U 5 2 8 0 4 1 文献标志码： A 文章编号 ： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 6 ) 0 2 0 0 0 0 0 0 S t u d y o n s t r e n g t h a n d s h r i n k a g e o f h igh p e r f o r ma n c e c on c r e t e wi t h c omp o u n d mi n e r a l a dmi x t u r e s ZHA0 Su m e i，GONG J i n x i n ( De p a r t me n t o f Ci v i l E n g i n e e ri n g， F a c u l t y o f I n f r a s t r u c t u r e E n g i n e e ri n g， Da l i a n Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y， Da l i a n 1 1 6 0 2 4， Ch i n a ) Ab s t r a c t ： E x p e ri me n t s we r e ma d e o n t h e s t r e n g t h a n d s h ri n k a g e p r o p e r t i e s o f h i g h p e r f o r ma n c e c o n c r e t e wi t h fl y a s h ( F A) a n d g r o u n d g r a n u l a t e d b l a s t f u r n a c e s l a g ( GGB F S )， i n c l u d i n g the e f f e c t o f the r a t i o o f F A t o GGB F S ( 1 ： 2 ， 2 ： 3 ， 1 ： 1 ) a n d the a mo u n t o f F A a n d GG BF S( 3 0 ， 4 0 ， 5 0 ) T h e r e s u l t s s h o w t h a t i n t h e c a s e o f i d e n t i c a l r a t i o o f F A t o GGB F S ， t h e s t r e n g th o f t h e c o n c r e t e d e c r e a s e s wi t h t h e i n c r e a s e o f t h e a mo u n t o f t h e c o mp o u n d mi ne r a l a d mi x t u r e s ， wh i l e t he t o t a l s h r i n ka g e s tra i n a n d t he d r yi n g s h r i n ka g e s t r a i n r e d u c e s a n d the a u t o g e n o us s hri n ka g e s t r a i n i n c r e a s e s I n t he c a s e o f i d e n t i c a l a mo u n t o f t h e c o mp o u n d mi n e r a l a d mi x t u r e s ， the s t r e n g t h o f c on c r e t e d e c r e a s e s a t e a r l y a g e a n d i nc r e a s e s l a t e r wi th the i n c r e a s e o f r a t i o o f FA t O GGBFS， wh i l e t o t a l s h rin ka g e s t r a i n a n d a u t o ge n ou s s h r i n k a g e s t r a i n d e c r e a s e s a n d d r y i ng s h r i n k a g e s t r a i n i n c r e a s e s Fo r t h e c o mp o u n d mi n e r a l a d mi x t u r e s ， t h e s tre ng t h a n d t ot a l s h r i n k a g e s t r a i n o f c o n c r e t e d e c r e a s e a t e a r l y a g e wi t h the i n c r e a s e o f a mo u n t o f FA o r GGBFS Co n t r a s t t o GGBFS t h e i n fl u e n c e of F A i S g r e a t e r t h a n GGBFS GGBF S i s mo r e marke d f o r i n c r e a s i n g o f a u t o g e n o u s s h r i n k a g e th a n F A f o r d e c r e a s i n g a u t o g e n o u s s h rin ka g e Th e d r y i ng s h rin ka g e s t r a i n o f c o n c r e t e d e c r e a s e wi t h the i nc r e a s e o f a mo u n t o f FA o r GGBFS Co n t r a s t t o FA， t h e i n fl u e n c e o f GGBFS i s g r e a t e r t h a n FA GGBFS i s mo r e ma r k e d f o r d e c r e a s i n g d ryi n g s h r i n k a g e tha n GGBFS for i nc r e a s i ng o f a u t o g e n o u s s h r i n k a g e Ex p r e s s i o n s for p r e d i c a t i n g th e t o t a l s h r i n k a ge s tra i n， an d th e a u t o g e n o us s h rin k a g e s t r a i n ar e p r o p os e d Ke y wor ds： h i g h p e rfo rm a n c e c o n c r e t e； s t r e ng th ； s h r i n ka g e； a u t o ge n o us s hrink a g e； c o mp o u n d a d mi x t u r e s 0 引 言 随着混凝土材料科学 的发展 ， 粉 煤灰 、 矿渣粉等 工业 废渣等矿物掺合料越来越多 的应用于混凝土 制成 高性能 混凝土。 矿物掺合料不 仅减少 了水 泥用 量， 改善混凝 土的 工作性能 ， 同时还改善 了混凝土 的耐 久性 。 高性 能混 凝土在桥梁工程中应用在改善桥梁性能的同时 ， 也 出现 了 多种新问题， 如混凝土开裂和箱梁过度下挠等。 调查表明， 收缩是引起混凝土开裂的最主要原 因 ， 而矿 物掺合料 的 不合理利用会降低混凝土的耐久性 。 因此 ， 研究粉煤灰 、 矿 渣双掺后对高性能混凝土收缩性能的影响具有重要 意义 。 目前对高性能混凝土收缩性能 的研究 主要集 中在单 掺矿 物掺合料 、 双掺矿物掺合料 、 自收缩测试方法 、 收缩模型 、 收稿 日期： 2 0 1 5 0 3 0 8 基金 项 目： 国家基础研究项 目( 9 7 3项 目： 2 0 1 5 C B 0 5 7 7 0 3 ) 早期 自收缩及微观结构等方面 ， 而双掺矿物掺合料 比 例对高性能混凝土的总收缩 和 自收缩 的研究较少。 本试验 对掺粉煤灰与矿渣粉 的高性能混凝土的强度 、 总 收缩和 自 收缩进行了试验研究 ， 研究了掺合料总量不变掺 和比例变 化和掺和 比例不变掺合料 总量变化对高性能 混凝土 强度 和收缩性能的影响。 1 原材料和配合 比 1 1 原材料 试验采用大连小野 田水泥有限公 司生产的 P I I 5 2 5 R 级水泥， 其性能指标见表 1 ， 采用辽 阳辽化市政工程有限公 司生产 的 I 级粉煤灰 ( F ) ， 采用大连盛 大金海 科技有限公 司生产 的比表面积为 4 1 7 m 的 $ 9 5粒化 高炉矿 渣粉 81 ( K) ， 其性能指标见表 2 - 3 ； 细集料采用优质河砂 ， 细度模 数为 2 4 ， I I 区级配； 粗骨料采用粒径为 5 - 2 5 m m、 连续级 配的优质石灰石质碎石 ； 减水剂采用 山西黄腾化工有限公 司生产 的H TH P C聚羧 酸高 性 能减 水剂 ， 减水 率 大 于 表 1 水 泥性 能 表3 I 级粉煤灰性能 2 5 ； 水为 自来水 。 1 2 西 己 合 比 试验混凝土配合 比如表 4所示。 A O为未掺矿物 掺合 料的混凝土 ， 即基准混凝土。 对于其他混凝土， 保持胶凝材 料总量 为 5 2 0 k g m ， 水 胶 比为 0 3 2 ， 砂率 为 3 6 ， 用粉煤 灰和矿渣粉均等质量替换基准配合 比中的水泥 ， 使得粉煤 灰与矿渣粉双掺 总量 占胶凝材料 总量的 3 0 、 4 0 、 5 0 ； 当掺合料 总量一 定时 ， 粉煤灰与 矿渣的 比例分 别 为 1 ： 2 、 2 ： 3 、 1 ： 1 。 通 过调整 高性能减水剂 的用量将混凝土的坍落 表 4 混 凝土 配合 比 度控制在 2 0 0 m m左右。 2 试件制作与试验 按表 1 混凝土配合 比制作 了 1 0组 尺寸为 1 5 0 m m X 1 5 0 m m X 1 5 0 m m 的混凝土立方体强度试验试件 ， 每组 9 个； l 0组尺寸为 1 0 0 m m 1 0 0 m m X 5 1 5 m m 的棱柱体收 缩试验试件 ， 每组 6 个 ， 3个用于总 收缩试 验 ， 3个用 于 自 收缩试验 。 试件成 型静置 1 d后拆模 ， 强度试件拆模 后立 即放人混凝土标 准养护室 ( ( 2 0 2 ) oC， 9 5 R H) 养护 ， 3 、 7 、 2 8 d 后测定其立方体抗压强 度 ； 总收缩试 件不做处理 ， 自收缩试件用锡纸和塑料薄膜密封 ， 利用变形测量装置测 量 初 始 千 分 表读 数 L 将 收 缩 试 件 置 于 恒 温 恒 湿 室 ( ( 2 0 2 ) 、 ( 6 05 ) R H) 养 护 ， 定期 测定 千分表读 数 L ， 最初每隔 1 d 测一次 ， 待后期 收缩稳 定后 ， 延长测量间 隔时间。 按下式计算不 同龄期混凝土 的总收缩值 和 自收缩 值 ， 其中 为试件的测量标距。 )= ( 1 ) 3试验 结果与分析 3 1 矿物掺合料对混凝土抗 压强度 的影响 表 5为不同比例矿物掺合料 高性 能混凝土不 同龄期 的立方体抗压强度 。 由表 5可 以看 出， 相对 于基 准配合 比 的 A 0混凝土 ， 双掺粉煤灰与矿渣粉的混凝土 3 、 7 d龄期 强度较低 ， 但后期强度增 大， 2 8 d龄期 强度均 超过基准混 凝土 。 这是 由于矿物掺合料 等质 量取代 水泥 ， 而粉煤 灰和 矿渣粉相比于水泥早期水化程度较低 ， 导致早期水化不充 分 ， 水化产物有限 ， 故早期强度较基准混凝土强度低 ； 随着 龄期 的增长， 后期混凝土水化较充分 ， 水化产物 大量生成 ， 与此 同时矿粉与粉煤灰的水化也进行 了一定程度 ， 能够发 挥火 山灰效应 ， 同时增强 了混凝土密实性 ， 故后期 强度超 过基准混凝土。 对 比表 5中 A 1 ( 1 0 F+ 2 0 K) 混凝土与 B 3 ( 2 0 F + 2 0 K) 混凝土的强度 ， 当矿渣粉掺量为 2 0 时， 抗压强度 随粉煤灰掺量的增加而减小 ， B 3混凝土相对于 A 1 混凝土 3 、 7 d龄期的强度分别降低 了 1 8 和 8 。 对于 B 3 ( 2 0 F+ 2 0 K) 混凝土和 C 2 ( 2 0 F+ 3 0 K) 昆 凝土 ， 当粉煤 灰掺 量为 2 0 时， 抗压强度随矿渣粉掺量 的增加而减小 ， C 2混 凝土相对于 B 3 混凝土 3 、 7 d龄期 的强度分别 降低了7 和 4 。 在粉煤灰或矿粉掺量增大 1 0 的情况下 ， 相 比之下粉 煤灰对混凝土的早期强度影响更 明显。 图 1 所示为 同一粉煤灰 与矿渣粉 比例 时掺合料 总量 对混凝土抗压强度 的影 响。 从图1 ( a ) ( c ) 可 以看 出 ， 当 表 5 双掺矿物掺合料高性能混凝土的立方体抗压强度 粉煤灰与矿渣粉掺加 比例相同时， 随着粉煤灰与矿渣粉掺 加总量的增加 ， 混凝土 3 、 7 、 2 8 d抗压强度逐渐降低 。 产生这 种现象的主要原因是随着掺合料总量的增加 ， 矿物掺合料取 暖 F+K ， f a 1 F： K=1 ： 2 代水泥的量增 加， 导致水 化程度更低 ， 抗压 强度也随之 降 低 。 上述矿渣粉掺量不变粉煤灰掺量增加、 粉煤灰掺量不变 矿渣粉掺量增加所引起的早期抗压强度降低也是同理所致。 F+K， f b ) F： K= 2 ： 3 图 1 掺合料比例不变时掺合料总量对混凝土抗压强度的影响 图 2所示 为掺合料 总量不变时掺合料 比例对混凝土 抗压强度的影 响。 由图 2 ( a ) ( C ) 可以看 出 ， 当粉 煤灰与 矿渣粉掺加总量不变 时， 随着掺合料 比例 的增 大 ， 即粉煤 灰的相对增加与矿渣粉的相对减少 ， 混凝土 3 、 7 d龄期 的 抗压强度逐渐降低 ， 而 2 8 d 龄期的抗压强度却逐渐增加 。 说明在双掺情况下， 粉煤灰与矿渣粉 的水化进程有优势互 F： K ( a ) F +K= 3 0 F+K f c 1 F ： K=1 ： 1 补作用 ， 矿渣粉有利 于混凝 土早期强度 的增加 ， 粉 煤灰有 利于混凝土后期强度的增加。 这是 因为矿渣粉的活性优于 粉煤灰 ， 矿渣粉先参 与反应 ， 在水 泥水化产物氢氧 化钙 晶 体刺激下反应 ， 导致 强度增 长 ， 而粉煤灰作用体现 在物理 吸附效应上 ， 对抗压 强度增 长不 明显 ； 后期粉煤灰 的火 山 灰效应得 以释放 ， 其反应速率超过矿渣粉。 。 。 F： K ( b ) F + K= 4 0 图2掺合料总量不变时掺合料比例对混凝土抗压强度的影响 3 2 矿物掺合料对混凝土总收缩、 自收缩和干缩的 影 响 图 3 5 所示为同一粉煤灰 与矿渣粉 比例时掺合料总 量对混凝土总收缩 、 自收缩和干缩的影响 ， 图 6 8所示为 掺合料总量不变时掺合料 比例对混凝土总收缩 、 自收缩和 干缩的影响。 由图 3 8 可 以看出， 基准混凝土与双掺混凝土前期收 缩差别不大 ， 基准混凝土后期总收缩大于双掺混 凝土 ， 即 双掺混凝土总收缩主要 发生在 2 8 d之前 ， 而基准 混凝土 在 2 8 d之后仍有较大发展。 9 0 d后基准混凝 土的总收缩 应变约为 3 7 0 1 0 ， 自收缩应变约为 1 2 51 0 ， 干缩应 变约为 2 4 5 1 0 一， 而双掺矿物掺合料混凝 土的总收缩应 变为 2 71 0 3 1 01 0 ， 自收缩应 变 为 2 0 51 0 I ” 2 6 5 1 0 ， 干缩应变为 3 6 X 1 0 9 71 0 一。 双掺混凝土 的总收缩应变和干缩应变均低 于基准混凝 土 ， 自收缩应变 均高于基准混凝土 ， 说明掺加粉煤灰和矿渣 粉降低 了混凝 F： K ( c ) F + K= 5 0 土的总收缩和干缩 ， 但增大了混凝土的 自收缩 。 当龄期为 9 6 d时 ， A 1 ( 1 0 F+ 2 0 K) 、 B 3 ( 2 0 F+ 2 0 K ) 和 C 2 ( 2 0 F+ 3 0 K ) 混凝土 的总收缩应变分别为 3 2 1 1 0 、 2 9 31 0 、 2 8 81 0 ， 自收 缩 应 变 分 别 为 2 3 4 1 0 一、 2 1 81 0 、 2 4 71 0 ， 干缩应变分 别为 8 7 X 1 0 、 7 5 1 0 、 4 1 1 0 。 对于 A 1 、 B 3混凝 土 ， 当矿渣粉 掺量为 2 0 时 ， 随着粉 煤灰 掺量 的增加 混凝土 总收缩 减 小 、 自收缩和干缩均 降低 ， 说 明矿渣 粉在一定程度 上对 昆 凝土收缩起 了抑制作用。 对于 B 3 、 c 2混凝 土， 当粉煤灰掺 量为 2 0 时， 随着矿渣粉掺量的增加混凝 土总收缩和干缩 减小、 自收缩增大 ， B 3混凝土相对于 A 1 混凝 土总收缩应 变降低 了 8 7 ， 自收缩应变降低 了6 8 ， 干缩应变降低 了 1 3 8 ； C 2混凝 土相 对 于 B 3混 凝土 总 收缩应 变 降低 了 1 7 ， 自收缩应变增大 1 3 3 ， 干缩应变 降低 了4 5 - 3 。 在 粉煤灰或矿粉掺量增大 1 0 的情况下 ， 相 比之下粉煤灰降 低总收缩的影响更 明显 ， 矿粉增大 自收缩的幅度大于粉煤 83 8 7 6 5 4 3 2 1 、 嚼 B d 、 想 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 骥 灰减小 自收缩 的幅度 ， 矿粉 降低 干缩的效 果更明显 ， 矿粉 增大 自收缩 的幅度远小于降低干缩的幅度 。 3 2 2 2 囊 盖 痼 姆 L 时间 d f a 1 F ： K=1 ： 2 由图 3 、 4 、 5 可 以看出 ， 当粉煤灰与矿渣粉掺加 比例相 同时 ， 随着粉煤灰和矿渣粉掺加 总量 的增加 ， 混凝 土总收 时 间， d f b ) F： K= 2 ： 3 图 3 掺合料比例不变时掺合料总量对混凝土总收缩的影响 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 时 间， d f a 1 F ： K=1 ：2 3OO 25 O zo o 1 5o 盖1 0 0 5 O O 时 间， d f b ) F ： K= 2 ： 3 30 0 25 O 呈 2 o 0 盖1 0 0 5O 0 0 20 40 60 8 0 1 00 时间， d f C 1 F： K=l ： l 图4掺合料比例不变时掺合料总量对混凝土自收缩的影响 时间， d f a 1 F ： K=1 ： 2 0 姆 时间 d ( b ) F： K= 2 ： 3 擅 婿 u_ 20 4 0 60 8 O 1 00 时间 d f C 1 F： K=1 ： l 图5掺合料比例不变时掺合料总量对混凝土干缩的影响 缩应变和干缩应变降低 ， 自收缩应变增加。 由图 6 、 7 、 8可以看 出， 当粉煤灰与矿渣粉掺加总量不 变时 ， 随着粉煤灰比例的增大 ， 即矿渣粉 比例的减 小 ， 混凝 土总收缩应变和 自收缩应变减小 、 干缩应变增大。 分析可以看出 ， 基准混凝 土 9 6 d龄 期 的 自收缩应变 占总收缩应变的 3 4 2 ， 双掺矿物掺合料混凝土 自收缩应 变占总收缩应变的比例较基准混凝土大。 粉煤灰和矿渣粉 8 4 时 间， d r a ) F + K = 3 0 4 4 。 5 。 0 250 、 0 时间 d f C1 F： K =1 掺加总量为 3 0 时 ， 1 ： 2、 2 ： 3、 1 ： 1双掺混凝土 的 自收缩应 变分别 占总收缩应变的 7 2 9 、 7 1 9 、 6 8 9 ； 双掺总量为 4 0 时 ， 1 ： 2 、 2 ： 3 、 1 ： 1 双掺混 凝土的 自收缩应 变分别 占总 收缩应 变的 7 8 2 、 7 6 8 、 7 4 3 ； 双掺总量 为 5 0 ， 比例 为 8 7 8 、 8 5 7 、 8 3 3 。 说明双掺矿物掺合料混凝 土 自收 缩在总收缩中占有很大 的比例， 而双掺 总量不变时 ， 随着 双掺 比例的增大 比例减小 ； 双掺比例不变 时 ， 随着 双掺 总 时 间， d ( b ) F + K=4 0 婿 0 0 20 图 6 掺合料总量不变时掺合料比例对混凝土总收缩的影响 40 6 0 80 1 00 时间， d f C 1 F +K= 5 O 删枷 瑚 如 o 0 一 ， 耳 曙 确 0 O 0 O O 0 O 0 0 0 柏 如 m 5 。 一 、 婚 餐距 0 0 0 0 O O 0 O O O 如 一 婚 冯 H 姆 趱 3 O0 2 5 0 0 2 00 删 蒸1 5 0 盂1 0 0 5O 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 0 2 0 40 6 0 时 间 d 时 间， d ( a ) F +K= 3 0 ( b ) F + K= 4 0 图 7 掺合料总量不变时掺合料比例对混凝土 自收缩的影响 时间， d f a ) F+ K= 3 0 姆 40 60 80 1OO 时 间 d f c ) F+ K=5 3 O 时间 d f b 1 F + K=4 O 图 8 掺合料总量不变时掺合料比例对混凝土干缩的影响 量 的增加 比例增大。 产生上述 现象的原 因是在 同一水胶 比条件下 ， 粉煤灰 和矿渣粉等质量替代水泥相 当于降低 了水泥用量 ， 由于矿 物掺合料的活性效应使得混凝 土早 期单位体积水化产物 数量减少， 水化程度较低， 降低了水泥的水化热； 粉煤灰微 集料效应产生 的致密势能改善了混凝土 内部微观结 构 ， 使 粗 毛细孔含量增加 ， 细毛细孔含量 降低 ， 内部相对 湿度 降 低 速度变慢 ， 自收缩降低 ； 而矿粉火 山灰反 应导致 的化学 收缩大于水泥水化反应的化学收缩 ， 同时 由于矿粉火 山灰 活性和水化程度要大于粉煤灰 ， 这大大加速了密封条件下 水分消耗的速度 ， 加速 了内部干燥过程 ， 加快 了临界半径 降低 的速度 ， 促进了毛细管负压的增长和作用面积 系数 的 加大 ， 从 而增大了 自收缩 ； 而矿渣粉 的活性优 于粉煤灰 ， 矿 渣粉先于粉煤灰发挥作用 ， 但矿粉引起 的 白收缩增大 幅度 要大于粉煤灰引起的 自收缩减小 幅度 ， 综合作用下矿粉对 白收缩的作用更明显 ， 从而导致双掺混凝土的 自收缩较基 准混凝 土大。 但是矿粉和粉煤灰的掺入使得浆体孔结构细 化 的同时也降低 了孔隙的连通性 ， 阻止 了毛细孔水分 的过 多蒸发 ， 均有效 降低 了混凝 土干缩 ， 故双掺混凝土 的干缩 低于基准混凝 土， 矿粉引起的 自收缩的增 大幅度远小于 自 身引起 的干缩 降低幅度 ， 故双掺混凝土的总收缩较基准混 凝土小 。 当粉煤灰和矿渣粉掺加总量不变 时 ， 随着 粉煤灰 比例的增大 ， 即矿渣粉 比例的减小 ， 而矿粉增大 的 自收缩 却因比例减少而减小 ， 粉煤灰减小的 自收缩却 因粉煤灰 比 例的增大而减小 ， 故 自收缩也随之降低。 3 3 计 算模 型 美 国混凝土协会 A C I 2 0 9 R一 9 2 给出了混凝土任一 时刻强度和收缩计算式。 考虑粉煤灰和矿渣粉掺加 比例和 时间， d f c 1 F+ K= 5 O 掺加总量的影响， 本试验采用下面形式的计算式计算任一 时刻双掺高性能混凝土的强度和收缩 ： ( f ) I 2 8 ( ， ) ( 2 ) ( f ) 矗 sh u ( ，卢 ) ( 3 ) 式 中： f 混凝土龄期 ； 粉煤灰与矿渣 的比例 ； 粉煤灰与矿渣粉 的总量 ； A、 B 常数 ； 厂 c ( ， 卢 ) 昆 凝土 2 8 d 抗压强度 ； ( ， ) 终极收缩应变。 通过 回归拟合可得 出掺合 料 比例与掺合料 总量相关 的混凝土强度和收缩简化计算式 。 强度 ： ( f )=( 9 4 5- 0 8 74 0 3 ) ( 4) 总收缩 ： ( f )=( 4 4 51 7 5 7+9 0 7 一1 2 5 3 ) ( 5 ) 自收缩 ： ( f )=( 3 0 01 0 5 7+3 2 7 一1 3 +3 0 ) ( 6) 图 9给出了计算 的部分试件的强度应变 曲线 、 总收缩 应变曲线和 自收缩应变 曲线与试验测得 曲线 的比较 。 由图 可以看出， 本计算式计算曲线与试验曲线符合较好。 图 1 0给出了以本计算 式计算 的强度、 总收缩应 变和 自收缩应变为总坐标 ， 以本研究全部试件 的全部试验点数 据为横坐标构成的点在直角坐标系中的分布情况。 由图可 以看 出， 点均匀分布在 4 5 。 线两侧 ， 说明本试验计算式能够 较好地预测混凝土各龄期 的强度和收缩应变值。 8 5 三 坦 嫖 ： 口 j 一、 _A1 - Al 回归 曲线 B1 B 1 回归曲线 C1 C1 回归 曲线 _ _ 0 2 0 4 0 6 0 8 5 1 0 0 时间 d ( d ) 200 理 姆 1, 5 0 蹈 1 0 0 皿 5O A1 - -A1 回归曲线 B1 B1 回归 曲线 C1 C1 回归曲线 0 2 0 40 60 85 1 00 时 间， d ( g ) 4 结 论 姆 迪 姆 硇 皿 宝 坦 时 间， d ( b ) 时间 d ( h ) 囤 9 计算曲线与试验曲线的比较 试验数据 1 0 fb ) 总 收 缩 图 1 0 计算结果与全部试验结果的比较 笔者对双掺粉煤灰与矿渣粉 的高性 能混凝土 的抗压 强度 、 总收缩 、 自收缩和干缩进行了研究 ， 得出以下结论 ： ( 1 ) 双掺混凝土较 基准混凝 土早期强度低 ， 后期 强度 大 ； 双掺 比例固定时 ， 随双掺 总量的增加 ， 抗压强度 降低 ； 双掺总量固定时 ， 随双掺 比例增加 ， 早期抗压强度 逐渐降 低 ， 后期抗压强度却逐渐增加。 在双掺情况下 ， 单独增加粉 煤灰或矿渣粉的掺量 ， 粉煤灰较矿渣粉降低早期强度效果 更 明显。 说明矿物掺合料替代水泥能够减缓高性能混凝土 早期水泥水化 ， 矿渣活性优于粉煤灰 ， 先于粉煤灰 反应能 够发挥优势互补作用。 ( 2 ) 双掺混凝土 的总收缩和干缩均低于基准混凝土 ， 自收缩均高于基准混凝土， 说明双掺粉煤灰与矿渣可 降低 86 2 迥 臻 ： 曲 2 姆 ： 口 a 皿 试验数 据 1 0 ( c ) 自收 缩 混凝土的总收缩和干缩 ， 增大混凝土 的 自收缩。 双掺 比例 不变时 ， 随双掺总量的增加 ， 高性能混凝土总 收缩 和干缩 降低 、 自收缩增加 ； 双掺总量不变时 ， 随双掺 比例的增加 ， 高性能混凝土总收缩降低、 自收缩减少、 干缩增加； 在双掺 情况下 ， 单独增加粉煤灰或矿渣 的掺量 ， 粉煤灰较 矿渣降 低总收缩效果更明显 ， 但矿粉增大 自收缩幅度 却大于粉煤 灰降低 自收缩的幅度， 矿粉降低干缩的效果更明显， 矿渣 增大 自收缩的幅度远小于 自身降低干缩的幅度。 ( 3 ) 双掺矿物掺合料混凝土 自收缩在总收缩 中占很大 的 比重 ， 而双掺 比例不 变时 随着 双掺 总量 的增加 比重增 大 ； 双掺总量不变时随着双掺 比例的增大比重减小 。 ( 4 ) 分析得到双掺高性能混凝土的强度 、 总收缩和 自 收缩计算式 ， 计算结果与试验结果符合 良好。 下转第 8 9页 r 。 。 。 L r r ， L nu O 0 0 O 0 O 8 7 6 5 4 3 苫、 骥 如 如 有的氯离子检测方法进行完善。 1 3 氯 离子含量检测方法改进 取南海砂 G净化海砂 ， 先将海砂在 1 0 5 o c的烘箱中烘 至恒重 ， 取每份海砂 4 0 g ， 经 四分法缩 至( 1 0 0 1 ) g 记 为 m( g ) ， 装入烧杯 中， 用量筒取( 5 0 0 1 ) m L蒸馏水记为 ( mL ) ， 注入烧杯 内， 摇动一次后 ， 然后 每隔 5 m i n摇动一 次 ， 共摇动 3次 ， 使氯盐充分 溶解 ， 将海砂置 于 8 0 的恒 温水浴 中加热 ， 加热 时间为 6 0 v a i n ， 在加热 过程 中对海砂 适时进行搅拌 ， 使其 能够完全受热 。 随后将 烧杯取 出冷却 后充分摇匀 ， 将所得溶液全部过滤 ， 采用氯离子快 速测定 仪对滤液进行测定得出浓度记为 C ( mo l 1 ) 。 共进行三次试 验， 取三次的平均值进行计算， 得出氯离子百分含量 W， 计 算式如式( 1 ) 所示 。 取渤海砂 A， 东海砂 D， 东海砂 B， 东海砂 C净化海砂 各两份分别 用上 述改进 检测 方法 和 国标 J G J 2 0 6 -2 0 1 0 海砂混凝土应用技术规范 方法进行氯离子检测， 得到对 比结果如表 7所示 。 表 7四种海砂采用国标法与加热法的氯离子含量检出值对比 从表 7可以看出 ， 采用改进后的检测方法 比现有 国标 检测方法氯离子检 出值提 高 了 2 0 4 0 ， 可 以更 加完全 的检出海砂 中的氯离子含量。 上接第 8 6页 参考文献： 1 吴中伟 ， 廉慧珍 高性 能混凝土 M 北京 ： 中国铁道 出版社 ， 1 9 9 9 2 冯乃谦 高性能混凝土 M 中国建筑工业出版社 ， 1 9 9 6 3 姚燕 高性能混凝土的体积变形与裂缝控制 M 中国建筑工 业出版社 ， 2 0 1 1 4 田倩， 孙伟， 缪昌文， 等 高性能混疑土自收缩测试方法探讨 J 建 筑材料学报， 2 0 0 5 ， 8 ( 1 ) ： 8 2 8 9 5 P E R S S O N B E i g h t y e a r e x p l o r a t i o n o f s h r i n k a g e i n h i 曲 一p e r f o r m a n c e c o n c r e t e J C e m e n t a n d C o n c r e t e R e s e a r c h ， 2 0 0 2 ， ( 3 2 ) ： 1 2 2 91 2 3 7 - 6 - 王雪芳 ， 郑建岚 矿物掺合料对高性能混凝土自收缩影响及计 算模型研究 J 建筑结构学报 ， 2 0 1 0 ， 3 1 ( 2 ) ： 9 3 9 8 r 7 C H A N Y W， L I U C Y， L u Y S E f f e c t o f S l a g a n d F l y A s h o n t h e A u t o g e n o u s S h r i n k a g e o f H i g h P e r f o r manc e C o n c r e t e c I n： P r o c e e d i n g s o f t h e I n t e rna t i o na l W o r k s h o p o n Au t o g e n o u s Sh rin k a g e o fCo nc r e t e， J CI ， 1 9 9 8： 22 12 2 8 8 刘建忠 ， 孙伟 ， 缪昌文 ， 等 矿物掺合料对低水胶 比混凝土总收 缩和自收缩的 影响 J 东南大学 学报， 2 0 0 9 ， 3 9 ( 3 ) ： 5 8 0 5 8 5 9 L E E H K， LEE K M， K I MY B G A u t o g e n o u s s h r i n k a g e o f h i 一 2 结论 ( 1 ) 研究海砂 中氯离子含量检测新方法具有重要 的现 实意义。 ( 2 ) 随着加热温度 的升高 ， 加热时问的增长 ， 海砂溶液 氯离子检出值也会不断提高 ， 当加热温度达到 8 0， 加热 时 间达到 6 0 m i n后 ， 氯离子检 出值基本不再上升 ， 达到最 大溢出值 。 ( 3 ) 海砂取样质量 的多少不会影响海砂中氯离子百分 含量的检 出值 。 ( 4 ) 氯离子在海砂 中处 于一种较稳定状 态 ， 常温浸泡 不能完全使其析出 ， 而通过加热 的方式 可以有效破坏氯离 子 的稳定状态 ， 使其能够析出。 ( 5 ) 改进后 的检测方法比国标检测方法 的氯离子检 出 值有较大提高， 检测方法更加完善。 参考文献： 1 漆贵海 ， 王玉麟， 李硕 ， 等 海砂混凝土国内研究综述 J 混凝 土 ， 2 0 1 3 ( 5 ) ： 5 7 6 1 2 普通混凝土用砂石质量及检验方法标准： J G J 5 2 -2 0 0 6 s 北 京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 6 3 3海砂混凝土应用技术规范： J G J 2 0 6 -2 0 1 0 s 北京： 中国建筑 工业出版社， 2 0 1 0 第 一作者 ： 联系地址 ： 联系电话 ： 吴帅( 1 9 8 9 一) ， 男， 在读硕士研究生， 主要从事建筑材 料检测研究。 北京市弱阳区管庄东里 1 号( 0 0 0 2 4 ) 1 8 2 01 23 7 03 4 p e r f o r m a n c e c o n c r e t e c o n t a i n i n g f l y a s h J Ma g a z i n e o f C o n c r e t e R e s e ar c h ， 2 0 0 5 ， 5 5 ( 6 ) ： 5 0 7 5 1 5 1 0 高小建， 巴恒静 加掺合料高性能混凝土早龄期收缩特性 J 哈尔滨工业大学学报 ， 2 0 0 4 ， 3 6 ( 1 2 ) ： 1 6 1 51 6 1 8 1 1 滕骅， 俞小光 掺合料对 的影D E J 浙 江建筑 ， 2 0 1 2 ， 2 9 ( 7 ) ： 5 2 5 5 1 2 董维佳， 覃理利 矿渣微粉