粉煤灰對高性能混凝土抗壓強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究

黃洪亮　李艷芳　趙　飛

(河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

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粉煤灰對高性能混凝土抗壓強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究

黃洪亮李艷芳趙飛

(河北建筑工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

在選用兩種減水劑、并分別固定其摻量的前提下,調(diào)整粉煤灰摻量設(shè)計(jì)10組配比,開展所研究的混凝土配比設(shè)計(jì)工作,并完成試驗(yàn)研究,在對所測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析后,得出在兩種減水劑各自定量時(shí)粉煤灰對高性能混凝土抗壓強(qiáng)度的影響關(guān)系.

粉煤灰;高性能混凝土;抗壓強(qiáng)度;試驗(yàn)研究

0　引　言

大家知道,其實(shí)高性能砼就是指仍然利用常規(guī)化的原料和生產(chǎn)工藝所得到的,在保證砼結(jié)構(gòu)所應(yīng)有的基本力學(xué)參數(shù)的前提條件下,同時(shí)擁有耐久性高、工作性高和體積穩(wěn)定性高的砼[1].建筑工程界所普遍認(rèn)可的性能相對全面的砼即是指高性能混凝土,目前已在很多重要的實(shí)際工程中得到了應(yīng)用和推廣,尤其是在國家國防建設(shè)、高鐵高速道路、民用普通建筑及海港碼頭建設(shè)等方面取得了較好的應(yīng)用效果和推廣價(jià)值.

1　主要原料及試驗(yàn)設(shè)備

1.1主要原料

在這次研究粉煤灰對高性能砼抗壓強(qiáng)度影響的過程中,我們所用到的部分主要試驗(yàn)原料及其基本情況參數(shù),可參見下面的表1所示.

表1　部分主要原料

1.2試驗(yàn)設(shè)備

在粉煤灰對高性能砼抗壓強(qiáng)度影響的研究過程中,我們進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)所涉及到的部分主要試驗(yàn)儀器設(shè)備可見下表2所示.

表2　試驗(yàn)儀器設(shè)備

2　試驗(yàn)研究

2.1研究方案

我們課題組在經(jīng)過認(rèn)真考慮高性能砼基本性能要求的前提條件上,綜合分析高性能砼的客觀需求以及張家口當(dāng)?shù)刂饕獙?shí)驗(yàn)原料資源的現(xiàn)實(shí)狀況,而后制定了本次試驗(yàn)研究的基本方案,即首先,通過試配試驗(yàn)確定兩種減水劑(即CON-80與KS-2)的摻量均為高性能砼膠凝材料總質(zhì)量的2.0%;然后,再結(jié)合張家口地區(qū)當(dāng)?shù)卦腺Y源的實(shí)際情況,選定粉煤灰并設(shè)定其摻量為膠凝材料總質(zhì)量的0%、15%、20%、25%以及30%五種摻配比例，共組成10組配比開展本課題的試驗(yàn)研究工作[2].

2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

本次試驗(yàn)研究過程中,我們課題組所設(shè)計(jì)的摻加粉煤灰的高性能砼的配合比清單見下表3、利用壓力試驗(yàn)機(jī)所測得的高性能砼試件的抗壓強(qiáng)度的實(shí)測試驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表4所示.

表3　高性能混凝土的配合比(10 L)

注：表格中相關(guān)符號(hào)的含義解說如下：

C40——為高性能砼的強(qiáng)度等級(jí)設(shè)計(jì)值,即40MPa；

J——為高性能減水劑,即規(guī)格型號(hào)為CON-80的減水劑；

N——為高效減水劑,即規(guī)格型號(hào)為KS-2的減水劑；

2.0——為減水劑摻量,即為膠凝材料總質(zhì)量的2.0%；

F——為摻合料粉煤灰；

00、15、20、25以及30——為粉煤灰摻量,即替代了00%、15%、20%、25%以及30%的水泥.

表4　高性能混凝土抗壓強(qiáng)度測定結(jié)果

3　數(shù)據(jù)分析

由前面表4中高性能砼試件抗壓強(qiáng)度的實(shí)測數(shù)據(jù)，分別作出選用CON-80與KS-2兩種減水劑且固定其摻量時(shí)，不同粉煤灰摻量的高性能砼試件的3 d和28 d抗壓強(qiáng)度對比圖，如圖1、圖2所示.

由圖1分析可知:在選用兩種減水劑并固定其用量的前提條件下，高性能混凝土試件的3 d抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)出基本一致的發(fā)展規(guī)律，即隨著粉煤灰摻量的增加，高性能混凝土試件的3 d抗壓強(qiáng)度一直降低，并且當(dāng)粉煤灰摻量相同時(shí)用N(高效減水劑KS-2)配制的高性能混凝土3 d抗壓強(qiáng)度都比用J(高性能減水劑CON-80)配制的要大.由圖2分析可知:在選用兩種減水劑并固定其用量的前提條件下，高性能混凝土試件的28 d抗壓強(qiáng)度也呈現(xiàn)出基本一致的發(fā)展規(guī)律，即隨著粉煤灰摻量的增加，高性能混凝土試件的28 d抗壓強(qiáng)度起初略有降低而后趨于平穩(wěn)，并且當(dāng)粉煤灰摻量相同時(shí)用N(高效減水劑KS-2)配制的高性能混凝土28 d抗壓強(qiáng)度也基本都比用J(高性能減水劑CON-80)配制的要大.綜上說述，在本試驗(yàn)研究的摻量范圍內(nèi)，粉煤灰的摻入會(huì)導(dǎo)致高性能混凝土試件早期抗壓強(qiáng)度明顯降低，而對后期強(qiáng)度則影響不大.

圖1　高性能混凝土試件3 d抗壓強(qiáng)度　　　　　圖2　高性能混凝土試件28 d抗壓強(qiáng)度

分析上述現(xiàn)象:由于粉煤灰的水化反應(yīng)速度明顯小于水泥熟料，在高性能混凝土的凝結(jié)硬化初期，粉煤灰只能起到填充作用，而對高性能混凝土試件的抗壓強(qiáng)度的提高幾乎沒有幫助，故摻加粉煤灰后高性能混凝土的早期抗壓強(qiáng)度就較低，并且粉煤灰摻量越高早期抗壓強(qiáng)度就越低.同時(shí)，粉煤灰是具有一定活性的摻合料，隨著高性能砼試件養(yǎng)護(hù)齡期的提高，試件中的粉煤灰顆粒表面的水化產(chǎn)物也就慢慢增多，它們相互交叉連接，在一定程度上又可有效改善摻粉煤灰的高性能混凝土的后期抗壓強(qiáng)度[3].

4　結(jié)論和展望

在本次試驗(yàn)研究的摻量范圍內(nèi)，隨著粉煤灰摻量的增加，高性能混凝土試件的早期抗壓強(qiáng)度雖然有所降低，但是后期抗壓強(qiáng)度都能滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求；對于高性能混凝土中粉煤灰的摻量范圍，今后若能繼續(xù)研究本課題則可以適當(dāng)提高粉煤灰摻量以繼續(xù)研究.

[1]CECS 207-2006,高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S]

[2]黃洪亮,李艷芳,張會(huì)芳等.KS-2定量時(shí)粉煤灰對高性能混凝土工作性影響的試驗(yàn)研究[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2014,32(4):1～3

[3]李艷芳,黃洪亮.粉煤灰對雙液注漿材料性能影響的試驗(yàn)研究[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2014,32(4):4～7

Experimental Study on Effect of Fly Ash on Compressive Strength of High Performance Concrete

HUANG Hong-liang,LI Yan-fang,ZHAO Fei

(Hebei University of Architecture,Zhangjiakou 075000,China)

Mixed design and experimental study of high performance concrete were discussed under the condition of the constant volume of 2 kinds of water reducer and adjustment of the volume of fly ash to design 10 groups of proportion.The relationship of the effect of fly ash on the compressive strength by 2 kinds of water reducer ration of high performance concrete was obtained through the collation and analysis of experimental data.

fly ash;high performance concrete;compressive strength;experimental study

2015-12-25

河北省科技廳科技計(jì)劃項(xiàng)目(15214904)；河北建筑工程學(xué)院青年基金項(xiàng)目(Q-201321)

黃洪亮(1982-)，男，碩士，講師，主要從事建筑材料與復(fù)合材料等方面的科學(xué)研究.

TU 5

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