箱梁高性能粉煤灰混凝土的配制与护筋性研究

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1、摘要国内外大量研究结果表明，粉煤灰混凝土不仅具有良好的工作性和体积稳定性，而且能提高混凝土结构的耐久性。但是粉煤灰混凝土在多重破坏因素作用下护筋性还缺乏系统研究，人们对大型桥梁结构混凝土中能否掺入粉煤灰还存在争议。本文结合滁河特大桥梁工程，对四种不同掺量的粉煤灰混凝土进行了系统研究。研究了粉煤灰及其掺量对混凝土的抗渗、抗冻、碳化和氯离子扩散系数的影响：重点研究了在多重破坏因素作用下，粉煤灰掺量对箱粱高性能混凝±护筋性的影响规律。试验结果表明：优质粉煤灰的掺入改善了混凝土的工作性和变形性能，降低混凝土

2、的氯离子扩散系数；但早期强度偏低，而后期强度持续发展；对混凝土的抗渗性与抗冻性影响不明显；但混凝土渗水高度和碳化深度随着粉煤灰掺量的增加而有所增大。本文首次对配筋混凝土进行多重破坏因素作用下不同粉煤灰混凝土的护筋性的研究，比较了四类多重破坏因素作用下，掺粉煤灰的配筋混凝土的耐腐蚀性能。以混凝土相对动弹性模量，碳化深度、表观氯离子扩散系数和钢筋的锈积率等参数研究配筋混凝土在多重破坏因素作用下腐蚀过程。试验结果表明，在加载(或不加载)彳湿交替—碳化条件下，掺粉煤灰混凝土具有良好的耐久性；而在加载(或不加

3、载)一复合盐一干湿交替一碳化条件下，掺粉煤灰混凝土的护筋性变差。氯盐侵蚀是配筋粉煤灰混凝土破坏的最主要因素，干湿交替显著加速了氯离子在混凝土中的扩散。研究还发现氯盐和硫酸盐侵蚀降低了混凝土的碳化深度。通过测定粉煤灰砂浆的pH值和阳极电位，发现粉煤灰的掺入对砂浆pH值影响不大，但降低了氯离子的“阈值”浓度，掺30％的粉煤灰，氯离子的“阈值”浓度从O．5％降至0．4％左右。掺粉煤灰硬化浆体在氯盐溶液作用下，在平衡时表面氯离子浓度cn随着粉煤灰掺量增大而增大，且符合Co=1．3337+O．63．(FA％)

4、o”的规律。本文从机理方面分析了荷载、碳化、硫酸盐侵蚀、干湿交替多因素对粉煤灰混凝土和基准混凝土的表观氯离子扩散系数的不同影响规律。研究表明，粉煤灰对于混凝土的耐久性存在正负效应。由于粉煤灰的“微集料效应”和“火山灰效应”，高性能粉煤灰混凝土在干燥、潮湿、淡水干湿交替或有硫酸盐作用条件下，其护筋性良好；虽然粉煤灰降低了混凝土的氯离子扩散系数，但增大了混凝土的干燥程度，使得粉煤灰混凝土在氯盐溶液干湿交替作用环境下劣化效应较大，护筋性变差；可采用粉煤灰与矿渣微粉双掺的技术来提高混凝土的护筋性。关键词：箱

5、梁高性能混凝土粉煤灰抗渗碳化氯盐和硫酸盐侵蚀干湿交替氯离子扩散护筋性东南大学项士学位论文AbstractTheresearchesintheworldwideshowthattheflyashconcretesnotonlyhaveperfectworkabilityandvolumestabilitybutalsocarlgreatlyimprovethedurabilityofstructures．Forthehi曲performanceflyashconcreteofboxgirders，th

6、esystematicresearchofthecharactertoprotectreinforcementagainstcorrosionundercombinedactionsofdurabilityfactorsisstillscarcely．ItiSstilldisputedtowhetherincorptingflyashinmassbridgestrnetures．Fourdifferentflyashconcreteshavebeensystemicallyinvestigatedf

7、ortheChuheRiverBridge．Theinfluencesofdosageofflyashontheconcretepropertiessuchaspermeability,freeze-thawcycle，carbonization，andchloridediffusionhavebeenexplored．BecausetheflyaShmaSsfractionhaseffectontheboxgirderhi曲performanceconcretedurability,theperf

8、ormanceofflyashconcretesundercombinedactionshavebeengivenspecialattention．ThetestingresultsindicatethattheConcreteswithfryashshowbetterworkability,deformabilityandthelowerchloridediffusioncoefficient．Compressivestrengthisdecreasedatearl