掺合料对膨胀混凝土强度和抗冻性的影响

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1、12低温建筑技术2012年第12期(总第174期)掺合料对膨胀混凝土强度和抗冻性的影响文婧，朱卫中，朱广祥(黑龙江省寒地建筑科学研究院．哈尔滨150080)【摘要】以普通硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、UEA膨胀剂、聚丙烯纤维等为主要原料，用快冻法研究了双掺硅灰与粉煤灰的非引气高性能混凝土的抗冻性，探讨了聚丙烯纤维与掺合料对膨胀混凝土强度和抗冻性的影响规律。结果表明：双掺硅灰和粉煤灰能大幅提高混凝土的强度和抗冻耐久性，聚丙烯纤维在膨胀混凝土中的最佳掺量为0．9kg／m。【关键词】聚丙烯纤维；硅灰；粉煤灰；抗冻性；膨

2、胀混凝土【中图分类号】TU528．57【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2012)12—0012—03膨胀剂能有效地解决工程中混凝土的渗漏和开一10W动弹仪进行试验，试件为100mm×100ramX裂问题，因而得到了广泛应用。地处寒冷地区的混凝400mm的棱柱体试件，在水中浸泡4d后，28d龄期时土路面与桥梁、铁路桥涵以及市政工程结构中的混凝开始进行冻融试验。在冷冻和融化过程中，试件中心土，其破坏形式都表现为冻融破环。研究表明：膨最低和最高温度分别控制在一18~C和5℃。胀剂严重降低了未掺活性掺

3、合料的非引气高强混凝土的抗冻性，而高弹性模量的纤维则能提高其抗冻冰性。聚丙烯纤维和膨胀剂复合能有效改善混凝土的融变形性能，减少由变形变化引起的混凝土原生缺陷，靛改善混凝土内部结构，提高混凝土耐久性。文中以普通硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、UEA膨胀050100l50：02503o0剂、聚丙烯纤维等为主要原料，用快冻法研究了双掺冻融循环次数硅灰与粉煤灰的非引气高性能混凝土的抗冻性，探讨图1矿物掺合料掺量对膨胀混凝土抗冻性的影响了聚丙烯纤维与掺合料对膨胀混凝土强度和抗冻性的影响规律。1原材料与试验方案设计堡1．1原材

4、料辎水泥为亚泰P．042．5普硅水泥；砂为中砂，细度徽需模数为2．74；碎石粒径为10～20mm；粉煤灰为哈三电靛厂生产的II级粉煤灰，比表面积为0．4m／g，需水量比为98％；硅灰由黑龙江科曼建筑材料有限公司生产，冻融循环次数比表面积为20～25m／g，SiO含量为90．02％；聚丙烯图2聚丙烯纤维掺量对膨胀混凝±抗冻性的影响纤维为上海同济大学监制生产，弹性模量3．7—4．1GPa，抗拉强度482MPa，极限延伸率32％，长度2试验结果与讨论19mm；UEA膨胀剂为中国建材科学研究总院研制生2．1混凝土工作

5、性与强度试验结果与分析产，u一5减水剂为黑龙江省低温建筑科学研究所中间按表l配合比方案进行试验的混凝土工作性与强试验厂生产。度试验结果列于表2。1．2混凝土配合比方案设计2．1．1混凝土工作性分析采用以上原材料，按表1设计混凝土配合比方案，从表2中可以看出，纤维混凝土与普通混凝土相测试混凝土强度及抗冻性能，结果及分析分别列于比，坍落度减小，大约3％左右，表明掺加纤维会使混表2及图1、图2。凝土的流动性有所降低；同时，均匀分布在混凝土中本试验根据GB／T50082—2009《普通混凝土长期的大量纤维起到了一种“

6、承托”作用，降低了混凝土的性能和耐久性能试验方法标准》的有关规定，采用表面析水和集料的沉降速率，由此说明掺加纤维后，DDR一27型电脑全自动混凝土快速冻融试验仪和TD混凝土的粘聚性有所提高。但纤维掺量过大，混凝土文婧等：掺合料对膨胀混凝土强度和抗冻性的影响过粘，工作性下降。说明纤维掺量并非越高越好，最佳掺量应为0．9kg／m。表1混凝土配合比方案设计2．2混凝土抗冻性试验结果与分析按表1所列方案的混凝土抗冻性试验结果示于图1、图2。2．2．1掺合料对膨胀混凝土抗冻性的影响从图1中可以看出：(1)所有试件的相对

7、动弹性模量测试值均达到65％以上，且聚丙烯纤维的掺入对混凝土的冻融破坏有一定的抑制作用。将各种掺合料混凝土与基准混凝土对比后可以看出，粉煤灰的掺入加速了F和FP试件的破坏，也就是说，粉煤灰在混凝土中早期的水化效应较弱，会造成水泥石整体的C—s—H水化产物数量不足，基体内部出现多孑L状，形成的网络结构强度比较薄弱，水和其它离子容易通过，这时产生的冰表2混凝土工作性与强度试验结果冻膨胀应力超过水泥石的抗拉强度时，内部结构就出现损伤。(2)当掺加硅灰后，混凝土的相对动弹模量稍有提高，即硅灰由于其超细作用，早期与水泥

8、的反应迅速，加速了水泥的水化反应；而双掺粉煤灰和硅灰的试件，相对动弹模量值较普通混凝土大幅提高，是由于粉煤灰和硅灰粒径分布、粒子形貌不同，与水泥颗粒之间相互填充的密实度、各种粒子分布的均匀程度都不同；它们对水的吸附特性、反应活性大小等也不同，使掺合料对水泥水化的促进程度以及自身的反应程度均不同。它们之间相互配合和补充，就会提高混凝土的密实度，优化水泥石基体的孔径分布、孔隙率及孔形貌，提高水泥石与集料