矿渣和粉煤灰混凝土的抗裂性能研究

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1、第6期广东水利水电No．62012年6月GUANGD0NGWATERRES0URCESANDHYDROPOWERJun．2012矿渣和粉煤灰混凝土的抗裂性能研究术王立华，陈理达，刘佳，陈锡容(广东省水利水电科学研究院，广东省水利重点科研基地，广东广州510635)摘要：矿渣作为掺合料在混凝土中的应用日益普及，掺量也不断提高，尤其在硫酸盐、氯离子和海水侵蚀环境的混凝土中，矿渣粉和粉煤灰是不可或缺的重要组分。研究发现，掺入矿渣粉和粉煤灰使水泥胶砂的脆性系数明显减小，而且随着掺量增大，脆性系数具有减小的趋势，有利

2、于降低胶砂和混凝土的开裂倾向。从长期来看，矿渣混凝土抗裂性优于空白混凝土，而粉煤灰混凝土与空白混凝土大致相当，或稍优。延长养护时间，可减小混凝土的脆性系数，提高极限拉仲值。关键词：矿渣；粉煤灰；混凝土抗裂性中图分类号：TV431文献标识码：A文章编号：1008—0112(2012)06—0029—03为了改善混凝土的性能和利废等目的，矿渣和粉越高、胶凝材料用量越多，其极限拉伸值也越大。但煤灰作为掺合料在混凝土中的应用日益普及，掺量也水泥量的增加势必带来水化热温升等问题(尤其是不断提高，尤其在硫酸盐、氯离子和

3、海水侵蚀环境的大体积混凝土)，反而对混凝土的抗裂性不利。混凝土中，掺合料是不可或缺的重要组分¨。与水泥1．2脆性系数(b)熟料相比，矿渣和粉煤灰等掺合料的水化速度要慢得E．Ringot等认为改善混凝土的抗裂性最重要的是多，因此对养护的敏感性也会更强，在大掺量时更是降低其脆性。脆性系数一般定义为混凝土的抗压强度如此。如果不能得到恰当的养护，大掺量掺合料混与抗拉强度(或抗折强度、或劈拉强度)之比，其值越凝土的胶凝材料不能充分水化，也会产生显著的干缩小，混凝土的脆性越小、韧性越大、抗裂性越好。变形，甚至导致开裂，

4、从而显著降低混凝土抗海水侵1．3弹强比蚀、抗碳化等耐久性能，可见，混凝土的抗裂性对混弹强比是混凝土的弹性模量与其抗压强度之比。凝土结构的耐久性是非常重要的。本文就大掺量粉弹强比越小，相同强度下的弹性模量更低，混凝土的煤灰和矿渣混凝土的抗裂性能进行了系统的研究。抗裂能力也越好。弹强比是至今为止对混凝土抗裂评1混凝土抗裂·性能评价方法价使用最为广泛的指标，在_T程实践中较易得到。1．1极限拉伸值(￡)1．4抗裂能力指数(，)混凝土轴心拉伸时，断裂前最大拉长应变称为极抗裂能力指数是混凝土的止裂力与起裂力之比，限拉

5、伸值。混凝土极限拉伸是混凝土临近断裂时的相用式(1)计算：对伸长。《混凝土重力坝设计规范》(DL5108—1999)，=规定，为防止大坝裂缝，温控设计中必须提出混凝土抗裂性指标，一般采用中心受拉的极限拉伸值。在其式中为n天龄期时混凝土的干缩率(膨胀时取负他条件相同时，混凝土极限拉伸值越大，抗裂性越强。号)；K(n，t)为n天龄期时混凝土的松弛系数；其他但是，只用极限拉伸值评定混凝土的抗裂性能，符号意义同前。而不考虑混凝土的干缩变形是不全面的，干缩变形对抗裂能力指数越大，则混凝土的抗裂能力越强。混凝土抗裂性能

6、影响很大，尤其是非大体积混凝土结抗裂能力指数基本上包括了混凝土抗裂性的各种构易受干缩影响而开裂。如砂浆的极限拉伸值比混凝因素在内，比较全面。抗裂能力指数将混凝土开裂原土的大(约为混凝土的1．4倍)，但十缩变形远大于混因视为起裂力与止裂力相互作用的结果，而对大坝混凝土，其抗裂性小于混凝土。通常混凝土的抗拉强度凝土，认为所有能引起混凝土收缩的潜在作用力就是收稿日期：2012—03—16；修回日期：2012—04—06作者简介：王立华(1972一)，男，硕士，高级T程师，从事水T材料技术研究。基金项目：广东省水利

7、厅立项资助项目，项日编号2006—10#。·29·2012年6月第6期王立华，等：矿渣和粉煤灰混凝土的抗裂性能研究No．6Jun．2012其自身发热量所引起的温度收缩应力与水分蒸发所引2试验用原材料起的干缩应力。这2种力叠加后乘以松弛系数为起裂采用广东省梅州市塔牌集团有限公司生产的P．II力，而止裂力就是抗拉强度。这两者的比值可以全面型硅酸盐水泥(转窑)，强度等级为42．5R，物理力学衡量混凝土抗裂能力的尺度。性能见表1，化学成份见表2；石英质河砂，物理性能1．5抗裂性指数(")见表3；5～20nlnl和2

8、0～40ram2种规格花岗石碎石，抗裂性指数用式(2)计算：物理性能见表4；减水剂为TL一400高效缓凝减水剂；￡I黄埔电厂Ⅱ级粉煤灰，物理性能见表5；韶钢嘉羊公叼(2)司生产的$95级矿渣粉，物理性能见表6。式中R为约束系数；s为n天龄期时混凝土的自生表1水泥物理性能检验结果体积变形(膨胀取负)。抗裂性指数越大，混凝土的抗裂性能越好。抗裂性指数既考虑了混凝士的变形性能之间的关系，又考虑了混凝土强度。1．6理想化