粉煤灰高強(qiáng)混凝土蠕變特性試驗(yàn)研究

倪兵兵

摘要： 隨著混凝土技術(shù)和建筑業(yè)發(fā)展的需求，高強(qiáng)混凝土得到越來越廣泛的應(yīng)用。高強(qiáng)混凝土的制備通常以降低水膠比或摻入外加劑、礦物摻合料等方式獲取，使得其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通混凝土不同。然而，粉煤灰作為礦物摻合料在高強(qiáng)混凝土的發(fā)展過程中越來越起著重要的作用。在試驗(yàn)室條件下，本文主要研究粉煤灰在高強(qiáng)度混凝土中的蠕變特性及作用機(jī)理，最后對于粉煤灰在高度混凝土中的應(yīng)用前景進(jìn)行了總結(jié)。

Abstract： With the development of concrete technology and the need of construction， high strength concrete has been more and more widely used in recent years. The preparation of high strength concrete is usually to reduce the ratio of water to cement or admixture， mineral admixture and other ways to obtain that make its internal structure and ordinary concrete different. However， fly ash that is used to mineral admixture is more and more important role in the development of high strength concrete. Under laboratory conditions， this paper mainly studies the creep characteristics and mechanism of fly ash in high strength concrete. To the end， we summarize the application prospect of fly ash in the high concrete.

關(guān)鍵詞： 粉煤灰；高強(qiáng)度混凝土；蠕變特性

Key words： fly ash；high strength concrete；creep property

中圖分類號：TU528.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）09-0110-02

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，在注重發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，更要保護(hù)環(huán)境。保護(hù)環(huán)境與發(fā)展經(jīng)濟(jì)成為全球最為關(guān)注的問題之一，做到不損害資源、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，是全人類共同選擇和追求的目標(biāo)。粉煤灰，也稱灰飛，粉煤灰是從發(fā)電廠煤粉爐排出的煙氣中收集到的細(xì)顆粒粉末。隨著科技的進(jìn)步，人類改造世界的步伐加快，人類消耗的自然資源也越來越多，而由燃煤電廠所產(chǎn)生的固體廢棄物之一 ——粉煤灰，已成為地球上排放量最多的工業(yè)固體廢料。人們通常利用粉煤灰的一些物理和化學(xué)特性，將粉煤灰作為礦物摻合料摻入到高強(qiáng)混凝土中，在早期可改善混凝土的泵送性能并降低其水化熱，在后期又可增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耐久性。粉煤灰在高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)如橋梁工程中的應(yīng)用極為普遍，可以實(shí)現(xiàn)變廢為寶，有利于環(huán)境保護(hù)。因此，粉煤灰在高強(qiáng)度混凝土中的應(yīng)用，已經(jīng)成為當(dāng)前建筑領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)課題之一。但目前國內(nèi)外對作為結(jié)構(gòu)混凝土摻合料的粉煤灰的摻量有一定限制，只有很小一部分品質(zhì)優(yōu)良的粉煤灰才被允許用于混凝土結(jié)構(gòu)工程。

1 實(shí)驗(yàn)

試驗(yàn)原材料 本文試驗(yàn)采用150mm×150mm×300mm的C40混凝土棱柱體試件，原材料物理性質(zhì)見表1混凝土的水膠比為0.35，所采用的粉煤灰為Ⅱ級，粉煤灰摻量分別為0%，15%，30%，45%，混凝土配合比見表2。配置過程中加入聚羧酸高效減水劑，以控制粉煤灰高強(qiáng)混凝土試件的坍落度在（500±20）mm，在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行粉煤灰高強(qiáng)混凝土蠕變特性不同加載齡期的試驗(yàn)研究。

2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

2.1 廣義開爾文體模型 為了研究恒定荷載作用下的粉煤灰高強(qiáng)混凝土的蠕變特性，本文采用了廣義的開爾文體模型如圖1。

①本構(gòu)方程。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過混凝土棱柱體試件150mm×150mm×300mm所測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見圖5，由于粉煤灰的摻入，粉煤灰高強(qiáng)混凝土的蠕變特性與未摻入粉煤灰的高強(qiáng)混凝土的蠕變特性有明顯的變化。通過表3和圖3可以看出，在早齡期起到的抑制作用更加明顯；在隨著粉煤灰摻量達(dá)到一定時(shí)，粉煤灰對高強(qiáng)混凝土的蠕變特性作用不再明顯。

從圖4可以看出，在僅考慮環(huán)境影響因素腐蝕作用下，利用廣義開爾文體腐蝕作用下的粉煤灰高強(qiáng)混凝土蠕變特性模型進(jìn)行試驗(yàn)所得出的數(shù)據(jù)。在腐蝕環(huán)境相同下，粉煤灰高強(qiáng)混凝土的蠕變特性較未摻入粉煤灰的高強(qiáng)混凝土有更好的耐腐蝕性。該模型表明了在腐蝕作用下，粉煤灰高強(qiáng)混凝土的蠕變特性受到了較大的影響，腐蝕隨著時(shí)間的增加而增加，最終可導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞。

4 結(jié)論

①本文通過建立廣義開爾文體腐蝕作用下的粉煤灰高強(qiáng)混凝土蠕變特性模型，能更好的描述粉煤灰高強(qiáng)混凝土的蠕變特性隨時(shí)間變化而變化。由于蠕變是一個(gè)長時(shí)間的過程且受到很多的影響，該模型只考慮了環(huán)境影響因素中的腐蝕作用，其他的如凍融因素等并沒有完全考慮。因此，為了更好的研究粉煤灰高強(qiáng)混凝土的蠕變特性，未來還需要進(jìn)行更深入的試驗(yàn)研究。②粉煤灰高強(qiáng)混凝土有很好的耐腐蝕性，由于二次水化作用，混凝土的密實(shí)度提高，界面結(jié)構(gòu)得到改善，同時(shí)由于二次反應(yīng)使得易受腐蝕的氫氧化鈣數(shù)量降低，因此摻加粉煤灰后可提高混凝土的抗?jié)B性和抗硫酸鹽腐蝕性和抗鎂鹽腐蝕性等。同時(shí)由于粉煤灰比表面積巨大，吸附能力強(qiáng)，因而粉煤灰顆?？梢晕浪嘀械膲A，并與堿發(fā)生反應(yīng)而消耗其數(shù)量。游離堿的數(shù)量的減少可以抑制或減少堿集料反應(yīng)。③高強(qiáng)混凝土的蠕變變形減小，粉煤灰高強(qiáng)混凝土的蠕變低于普通混凝土。粉煤灰的減水效應(yīng)使得粉煤灰混凝土的干縮及早期塑性干裂與普通混凝土基本一致或略低。④摻有粉煤灰的高強(qiáng)混凝土成本得到了降低，摻加粉煤灰在等強(qiáng)度等級的條件下，可以減少水泥用量約10%～15%，因而可降低混凝土的成本。同時(shí)將國內(nèi)粉煤灰資源得到了很好地利用，具有可行性。

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