粉煤灰摻量對(duì)混凝土抗凍性能影響初探

周博++李朋輝

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類活動(dòng)范圍的擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)物超高大和復(fù)雜程度增加，混凝土已成為人們生活中必不可少的建筑材料。在我國東北的寒冷地區(qū)，大量的混凝土建筑物遭受了不同程度的凍融循環(huán)破壞，尤其建筑物處于水位變換處使用壽命一般在30年左右，有的甚至在施工過程中就遭受了大面積的凍融破壞。研究表明在混凝土中加入一定量粉煤灰能夠提高混凝土抵抗凍融循環(huán)破壞作用。為此有必要研究粉煤灰摻量對(duì)混凝土抗凍性能的影響以及凍融循環(huán)等惡劣環(huán)境對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。

關(guān)鍵詞：粉煤灰混凝土 硫酸鹽 凍融循環(huán) 抗壓強(qiáng)度

中圖分類號(hào)：TU52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）04（c）-0058-01

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類活動(dòng)范圍的擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)物超高大和復(fù)雜程度增加，混凝土已成為人們生活中必不可少的建筑材料。在我國大半的“三北”寒冷地區(qū)，混凝土凍融循環(huán)作用往往是導(dǎo)致混凝土耐久性降低的主要因素。

將粉煤灰按比例摻入混凝土中，可以節(jié)約大量的水泥和細(xì)骨料。同時(shí)，粉煤灰混凝土中的活性成分能通過其火山灰反應(yīng)減少了Ca（OH）2的含量，增強(qiáng)水泥石的密實(shí)性，減少了鈣礬石和石膏的生成，從組成和結(jié)構(gòu)上同時(shí)改善了混凝土的抗硫酸鹽侵蝕破壞及抗凍性能。

該文對(duì)不同粉煤灰摻量下混凝土抗凍性能進(jìn)行了研究。

1 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

（1）水泥：海螺牌P.O42.5普通硅酸鹽水泥。

（2）粉煤灰：Ⅱ級(jí)粉煤灰，密度2.21g/cm3，細(xì)度為15.3%，燒失量為5.8%。

（3）天然石子：粒徑范圍5～20mm取自河灘上的級(jí)配良好天然石子。

（4）細(xì)骨料：人工破碎、篩選、清洗廢棄混凝土后得到的粒徑范圍在0.25～5mm，級(jí)配連續(xù)的骨料。

（5）淡水溶液：飲用水。

（6）硫酸鹽溶液：采用3%的硫酸鈉配置而成。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

參照《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50081-2002）進(jìn)行，測定粉煤灰取代率為0%、20%、40%、60%時(shí)，試件在淡水及硫酸鹽溶液中凍融循環(huán)下的強(qiáng)度值，試件配合比如表1所示。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

抗壓強(qiáng)度在WAN-1000C型微機(jī)控制電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī)上完成，實(shí)驗(yàn)過程有計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集，加荷速度0.5KN/s，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示

2.2 實(shí)驗(yàn)分析

根據(jù)表2所示實(shí)測結(jié)果，可以看出當(dāng)粉煤灰取代率為20%，凍融循環(huán)次數(shù)為0、15、30、45次時(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度分別為37.4MPa、26.8MPa、17.6MPa和18.9MPa，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，混凝土的抗壓強(qiáng)度逐漸減少。在凍融初期，試件的抗壓強(qiáng)度從26.8MPa降至18.9MPa，混凝土的抗壓強(qiáng)度的下降速度變化變緩。當(dāng)凍融循環(huán)次數(shù)為30，粉煤灰取代率為0%、20%、40%、60%時(shí)，混凝土抗壓強(qiáng)度分別為27.4MPa、21.6MPa、25.2MPa和22.6MPa，抗壓強(qiáng)度隨著粉煤灰摻量的增加先增大后減少。在粉煤灰摻量為20%時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度最高；即摻少量的粉煤灰對(duì)提高抗壓強(qiáng)度有利，但摻更多反而對(duì)強(qiáng)度不利。

混凝土試件在三種不同溶液中凍融后抗壓強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，粉煤灰摻量為20%時(shí)，混凝土試件在淡水中凍融0次、15次、30次、45次后的抗壓強(qiáng)度分別為37.4MPa、24.1MPa、17.8MPa、14.7MPa；硫酸鹽溶液中凍融后的抗壓強(qiáng)度為別為37.4MPa、 26.8MPa、18.9MPa、17.6MPa。由此可以得出混凝土試件凍融后抗壓強(qiáng)度淡水中大于硫酸鹽中，硫酸鹽溶液中凍融后的抗壓強(qiáng)度變化更大。從30次凍融循環(huán)到45次的循環(huán)過程中，淡水的強(qiáng)度損失率22.2%，硫酸鹽中的強(qiáng)度損失率6.9%，表明淡水抗壓強(qiáng)度損失率最大。

3 結(jié)語

（1）凍融對(duì)粉煤灰混凝土抗壓強(qiáng)度有一定影響，在凍融循環(huán)次數(shù)相同的情況下，隨著粉煤灰取代水泥率的增加，混凝土試件強(qiáng)度會(huì)先增大后減小，粉煤灰摻量20%左右時(shí)，混凝土試件抗壓強(qiáng)度最高。

（2）在粉煤灰摻量相同的情況下，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，粉煤灰混凝土的抗壓強(qiáng)度逐漸降低?？箟簭?qiáng)度的降低程度在硫酸鹽中較大，淡水中較小。

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