粉煤灰掺量对高性能混凝土性能影响的研究

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1、第1O卷第2期石家庄铁路职业技术学院学报VOL．10No．22011年6月JOURNALOFSHlJIAZHUANGINSTnuTEOFRAILWAYTECHN0LOGYJUn．201l粉煤灰掺量对高性能混凝土性能影响的研究张淑芳(中铁十八局集团物资设备部天津300222)摘要：通过大量对比试验，研究不同掺量的粉煤灰对高性能混凝土凝结时间、工作性能、力学陛能等方面的影响，为客运专线高性能混凝土的配制提供参考。关键词：高性能混凝土粉煤灰掺量试验．中图分类号：TU5文献标识码：A文章编号：1673—1816(2011)02-0021—04高性能混凝土2O世纪90年代以来，以其良好的力学性能、工

2、作性能、体积稳定性、耐久性而得到广泛应用。在混凝土中掺人活性矿物掺合料是获取高性能混凝土的途径之一，粉煤灰为电厂工业废料，作为活性矿物掺料一种，利用粉煤灰不仅具有极大经济价值，同时也具有极高的社会价值，但人们在用大掺量粉煤灰配制高性能混凝土时，总是有所顾虑，认为掺量太大会造成混凝土的各种性能的降低，本文在进行武广客运专线线下工程高性能混凝土配合比设计时，对此进行了对比研究。1试验原材料水泥：湖北黄石华新P．O42．5水泥，表现密度3．1X10。kg／m3。粗骨料：湖北黄石郭冲碎石，碎石最大粒径20．0rain，表现密度2．71×10kg／m。细骨料：洞庭湖河沙，细度2．6，表现密度2．62

3、×103kg／m3。粉煤灰：湖北科能公司出产的粉煤灰，表现密度为2．30~10。kg／m。三一厘莒粉煤灰掺入量％图1混凝土初凝时间与粉煤灰掺拌量的关系图收稿日期：2011—04—26作者简介：张淑芳(1971一)，女，河南泌阳人，工程师，研究方向材料科学与工程。21石家庄铁路职业技术学院学报2011年第2期j一厘窖辫粉煤灰掺入量％图2混凝土终凝时间与粉煤灰掺拌量的关系图2试验结果与分析2．1粉煤灰掺拌量对凝结时间影响研究图1与图2为等水胶比条件下，不同粉煤灰掺拌量与混凝土凝结时间的关系曲线图，从图上可以看出，不同粉煤灰掺拌量对初凝时间与终凝时间影响显著。其发展趋势基本成线性，凝结时间随粉煤

4、灰掺拌量的增加而增加，初凝时间与终凝时间的变化趋势基本相同，因此在实际施工中使用，可选择适当的掺拌量，控制初凝、终凝时间，从而不影响施工进度。2．2粉煤灰掺拌量对高性能混凝土工作性影响的研究粉煤灰中含有大量的球状玻璃体，其表面光滑无棱角，在混凝土搅拌过程中起到润滑的作用。同时粉煤灰的掺入可分散水泥颗粒，释放更多的浆体来润滑骨料，提高了混凝土工作性能。而且在混凝土中掺入了粉煤灰，可以补偿细骨料中细屑的不足，减少混凝土的拌合用水量，使混凝土中的水灰比降低到更低，减少泌水和离析现象，提高了混凝土的和易性。从图3可以看出，随着粉煤灰掺量的增加，昆凝土拌合物的坍落度和扩展度逐渐增大。随着粉煤灰掺量的

5、增加，坍落度增加较为平缓。掺量为20％3O％时，扩展度增加较明显，掺量超过3O％以后，随着粉煤灰掺量的增加扩展度增加趋于平缓。粉煤灰掺量％图3混凝土塌落度和扩展度与粉煤灰掺拌量的关系图22第2期张淑芳粉煤灰掺量对高性能混凝土性能影响的研究2．3粉煤灰掺拌量对抗压强度影响研究图4为等水胶比情况下，不同粉煤灰掺量混凝土强度发展曲线。对早期强度而言，随粉煤灰的掺量增加而降低，而后期在28d和56d时的强度接近，说明粉煤灰掺量对高性能混凝土早期抗压强度影响甚小。这是由于3d、7d时粉煤灰尚未参加水化反应，主要起物理填充作用，混凝土的强度主要由水泥的水化作用提供，故早期强度主要决定于水灰比；后期强度

6、增长较快的原因，是由于粉煤灰参与了二次水化反应，加之微集料填充效应，使得抗压强度显著增强。28d以后，基准混凝土强度发展曲线与掺加粉煤灰的混凝土相比较为平缓，粉煤灰掺量为10％一40％混凝土的56d抗压强度与基准混凝土的抗压强度基本相当。i曼唾出1O203o4o5O龄期(d)图4不同粉煤灰掺拌量抗压强度随龄期变化曲线2．4粉煤灰掺拌量对抗剪强度的影响研究(如图5所示)表1为抗剪强度试验结果。在混凝土开裂之前，外剪力主要由水泥和骨料共同承担，而一旦出现裂缝，外剪力则主要由骨料本身以及骨料与水泥之间的咬合力承担；混凝土在直剪状态下破坏时的破坏面均穿越骨料，因而有理由相信骨料本身的抗剪强度对混凝

7、土抗剪强度有重要影响。试验发现在等水胶比条件下，粉煤灰掺量大于30％时，其7d龄期基本无抗剪强度；而28d龄期混凝土掺量为1O％一40％时，其抗剪强度相差不大。表1不同粉煤灰掺量的混凝土抗剪强度试验结果23石家庄铁路职业技术学院学报2011年第2期山舌=000宝oo：删j翻5咖{骶教101520253O35401Ol52025303540粉煤灰掺拌量％粉煤灰掺拌量％图5抗剪强度与粉煤灰掺拌量的关系图图6弹性模量与粉煤灰掺