掺粉煤灰水工混凝土的工作性和抗压强度

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1、12低温建筑技术2013年第12期(总第186期)掺粉煤灰水工混凝土的工作性和抗压强度张守杰李学英李风泉(1．黑龙江省水利科学研究院，哈尔滨150080；2．哈尔滨工业大学土木工程学院，哈尔滨150006；3．天津水泥工业设计研究院，天津300400)【摘要】论文研究了粉煤灰对水工混凝土的新拌性能和抗压强度的影响。研究结果表明在粉煤灰掺量为40％以内时，水工混凝土的含气量和流动性有所增加，在28d前，C25混凝土抗压强度随掺量的增加而降低，但56d以后强度随着粉煤灰掺量的增加而逐渐提高。C30和C4

2、0混凝土的早期强度随粉煤灰掺量的增加出现波动，但90d的抗压强度逐渐提高。【关键词】水工混凝土，粉煤灰，新拌性能，抗压强度【中图分类号】TU528．2【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2013)12—0012—02水工混凝土经常接触水或者液体介质，因此经常出现级F类粉煤灰，45um方孔筛筛余15％，需水量比为100％，裂缝或者介质侵蚀等现象，影响了水工混凝土的使用寿命。烧失量4％。其原因在于目前水工混凝土为了降低成本，多采用低强度表l水工混凝土配合比等级的混凝土，混凝土中的水泥用量相对

3、较少，粗骨料不能完全被水泥浆体包裹，导致混凝土局部存在骨料与骨料的硬接触，产生了初始裂缝，这样在有水或者水压较高的环境下，水分渗入裂缝孔隙溶解了水泥石内部的氢氧化钙，使得氢氧化钙随着流水流失，进一步引起水泥凝胶体的分解，导致混凝土裂缝的扩大，如果混凝土自身的强度难以抵抗裂缝的扩大，则降低了混凝土的使用寿命。为了提高水工混凝土的寿命，可以掺加粉煤灰等矿物掺合料制备高强度等级的水工混凝土，一方面可以降低混凝土的成本，另一方面混凝土可以降低水工混凝土的水化热，减少初期裂缝的产生，同时粉煤灰发生的二次水化反

4、应可以消耗一部分氢氧化钙，降低水泥混凝土发生腐蚀的风险。本课题采用大掺量粉煤灰制备水工混凝土。试验研究表明，粉煤灰取代水泥可以改善新拌混凝土的和易性，可用粉煤灰形态效应中的“解絮作用”和“滚珠轴承作用”来解释⋯。粉煤灰颗粒是大小不等的球状颗粒的玻璃体，表面光滑致密，可减少水泥颗粒间、水泥颗粒与集料间的摩擦。因此有利于改善新拌混凝土的流动性能。同时，粉煤灰可有效分散水泥颗粒，消弱水泥颗粒聚集成团现本试验根据DL／T5330-2005设计强度等级为C25、C30象，从而生成更多的浆体包裹骨料。粉煤灰的微

5、细颗粒也和C40的水工混凝土，具体混凝土配合比见表1。其中大掺有利于改善混凝土的颗粒级配，降低混凝土固体材料混合量粉煤灰混凝土配合比设计过程中，水胶比中线性回归系数A、B的选择参考粉煤灰的回归系数，见表2。物间的空隙量，减少混凝土拌合物达到一定稠度指标的需水量。表2常态水工混凝土回归系数A和曰的参考值(90d)本研究选取了3个强度等级的混凝土配比，并且采取了大掺量粉煤灰取代水泥作为胶凝材料，通过试验测得大掺量粉煤灰水工混凝土的坍落度，以及混凝土的含气量。同时研究了水工?昆凝土的强度随粉煤灰掺量的变化

6、规律。1原材料及配合比本试验选用的水泥为哈尔滨水泥厂生产的PO42．5级普通硅酸盐水泥。粉煤灰采用哈尔滨第三发电厂生产的Ⅱ[基金项目]黑龙江省水利厅科研开发重点项目资助(HSKY200904)张守杰等：掺粉煤灰水工混凝土的工作性和抗压强度芝雠骶幽辐媒13首}、蚓舡鐾一2粉煤灰对水工混凝土新拌性能的影响图1和图2分别为相同强度等级的水工混凝土，在不同粉煤灰掺量的含气量和坍落度变化情况。结果表明，在标准养护条件下，粉煤灰掺量为水泥取代量的40％以内，随着粉煤灰的掺量增加，混凝土的含气量和坍落度都呈递增趋

7、势，尤其是C40水工混凝土的含气量随着粉煤灰掺量的提高，含气量增加幅度很大。由于粉煤灰主要是球形玻璃体颗粒，表面致密光滑，减小胶凝材料颗粒问以及胶凝材料与集料的摩擦，从而增加了新拌混凝土的流动性和坍落度。粉煤灰颗粒还能善黑出辖翟}够分散水泥颗粒的聚集成团，混凝土拌合物的浆体量粉煤灰掺量，％增加，新拌昆凝土的含气量也有所增加，含气量的增加图1粉煤灰与混凝土含气量关系又有利于混凝土坍落度增加。综合分析，粉煤灰取代水泥作为胶凝材料，可有效提高新拌混凝土的工作性。3粉煤灰对水工混凝土抗压强度的影响目20o混

8、凝土抗压强度是结构混凝土最主要的力学性簇l50能，也是影响水工混凝土抗磨蚀的最主要的因素j。骞100本试验采用了大掺量粉煤灰取代水泥配制水工混凝赆5O土，在抗压强度方面进行了28d、56d和90d三个不同0龄期的测试，制作的试件为lOOmm×lOOmm×lOOmm0l0203040口d善黑刊媒赔的立方体试块，将测得的抗压强度数据乘以系数0．95粉煤灰掺量，％印卯鹌换算成标准抗压强度，得到混凝土的抗压强度见图2粉煤灰与c4o~-r-混凝土坍落度的关系图3一图5。粉煤灰掺