界面改性陶?；炷亮W(xué)性能試驗(yàn)研究

馬耀輝，李向東，熊復(fù)慧

(黑龍江省水利科學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150080)

混凝土的力學(xué)性能是混凝土最重要的性能之一，混凝土力學(xué)性能的優(yōu)劣直接決定著混凝土是否能夠投入工程應(yīng)用當(dāng)中。

本文的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)中，每三個(gè)試件為一組，并根據(jù)預(yù)處理陶粒的苯丙乳液溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0、10%、15%、20%的不同分為四個(gè)配比，每個(gè)配比取其平均值作為最終的測(cè)試結(jié)果[1]。試件的制作依照《普通混凝土力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50081—2002)的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

1 抗壓性能測(cè)試

抗壓強(qiáng)度是進(jìn)行彈性模量和壓縮蠕變等實(shí)驗(yàn)必需的參數(shù)，同時(shí)也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)之一。

本文抗壓實(shí)驗(yàn)采用立方體抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)方法。試件為100 mm×100 mm×100 mm的立方體，因采用的不是規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)試件，所以需要對(duì)抗壓強(qiáng)度×修正系數(shù)，系數(shù)為0.95?；炷量箟簭?qiáng)度計(jì)算如式(1)所示。

(1)

式中：fc u為混凝土抗壓強(qiáng)度，MPa；F為試件受力大小，N；A為試件受力面積，mm2。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用電液式壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)，所得抗壓實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖1、圖2所示。

1.1 混凝土7 d抗壓強(qiáng)度

混凝土7 d抗壓強(qiáng)度見圖1。

圖1 界面改性陶?；炷? d抗壓強(qiáng)度

1.2 混凝土28 d抗壓強(qiáng)度

各配比改性陶?；炷恋目箟簭?qiáng)度如圖1～圖3所示，在圖3中可以得知，經(jīng)過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%與15%的苯丙乳液改性的陶粒輕骨料對(duì)于混凝土的7 d的抗壓強(qiáng)度有著增強(qiáng)的效果，但是在28 d的抗壓強(qiáng)度表現(xiàn)上，苯丙乳液溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的試件并沒(méi)有顯示出對(duì)抗壓強(qiáng)度有明顯的提升，苯丙乳液溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的試件則依舊表現(xiàn)出了對(duì)抗壓強(qiáng)度的提升效果。而苯丙乳液溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的試件則對(duì)抗壓強(qiáng)度表現(xiàn)出降低的效果，7 d抗壓強(qiáng)度表現(xiàn)的并不明顯，但是在28 d的抗壓強(qiáng)度則明顯低于未改性的普通混凝土強(qiáng)度值。

圖2 界面改性陶粒混凝土28 d抗壓強(qiáng)度

圖3 混凝土7 d，28 d強(qiáng)度對(duì)比與增長(zhǎng)率

由此可見，當(dāng)苯丙乳液溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0～10%之間時(shí)，對(duì)陶粒輕骨料的界面改性可以增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度；當(dāng)苯丙乳液溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于15%時(shí)，對(duì)陶粒輕骨料的界面改性則降低了混凝土的強(qiáng)度，且隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，強(qiáng)度也隨之下降。

對(duì)比各配比試件7 d與28 d的抗壓強(qiáng)度，未改性的普通混凝土抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)了32%；經(jīng)10%苯丙乳液溶液改性的混凝土抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)了52%；經(jīng)15%苯丙乳液溶液改性的混凝土抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)了11%；經(jīng)20%苯丙乳液溶液改性的混凝土抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)了18%。

對(duì)比未改性的普通混凝土抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)率，10%苯丙乳液溶液對(duì)陶粒界面的改性加快了混凝土的抗壓強(qiáng)度的增長(zhǎng)，15%與20%苯丙乳液溶液對(duì)陶粒界面的改性則減緩了混凝土的抗壓強(qiáng)度的增長(zhǎng)。但減緩的百分比并不與質(zhì)量分?jǐn)?shù)成線性相關(guān)[2]。

2 抗折性能測(cè)試

混凝土的抗折強(qiáng)度可通過(guò)測(cè)量150 mm×150 mm×550 mm的棱柱體混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件(稱標(biāo)準(zhǔn)試件)?；蛘邷y(cè)量100 mm×100 mm×400 mm的棱柱體混凝土試件(稱非標(biāo)準(zhǔn)試件)來(lái)測(cè)定。

本文抗折實(shí)驗(yàn)采用非標(biāo)準(zhǔn)試件測(cè)量混凝土抗折強(qiáng)度。試件為100 mm×100 mm×400 mm的棱柱體，因采用的不是規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)試件，所以需要對(duì)抗折強(qiáng)度×修正系數(shù)，系數(shù)為0.85。計(jì)算公式如式(2)所示。

(2)

式中：Ff為混凝土抗折強(qiáng)度，MPa；F為混凝土破壞荷載，kN；L為支座間跨度，mm；b為試件截面寬度，mm；h為試件截面高度，mm。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用電液式壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)，所得抗折實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖4所示。

圖4 界面改性陶?；炷量拐蹚?qiáng)度

各配比改性陶粒混凝土的抗折強(qiáng)度如圖4所示，從圖4中能夠看出，苯丙乳液溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的試件表現(xiàn)出了對(duì)抗折強(qiáng)度的增強(qiáng)效果；苯丙乳液溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的試件與未改性的普通混凝土試件相比并沒(méi)有顯示出對(duì)抗折強(qiáng)度有明顯的改變；而苯丙乳液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的溶液則降低了混凝土試件的抗折強(qiáng)度[3]。

3 結(jié) 論

當(dāng)適當(dāng)?shù)膿饺氡奖橐海瑢?duì)陶粒輕骨料進(jìn)行改性的苯丙乳液溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于0～15%之間時(shí)，由于苯丙乳液對(duì)混凝土中空隙的有效填充，從而有效增強(qiáng)混凝土制品的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度，但過(guò)量的摻入苯丙乳液則會(huì)對(duì)混凝土制品的力學(xué)性能產(chǎn)生負(fù)面的效果，降低了混凝土自身的抗壓、抗折強(qiáng)度。