不同养护制度下道路高性能混凝土的耐久性研究.pdf
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1、中国新技术新产品2024 NO.2(下)-84-工 程 技 术随着土木工程领域迅速发展,越来越多的大跨度桥梁拔地而起,对混凝土的抗压强度提出了更高要求,超高性能混凝土是一种无粗骨料并含有钢纤维的混凝土,抗压强度为120MPa180MPa1。超高性能混凝土具有超高的强度和较高抗剪能力,使混凝土构件的自重变小,显著降低结构的恒载,减少结构的惯性荷载,提高结构的抗震性能2。超高性能混凝土与传统的混凝土非常相似。经过蒸汽或加热处理后会影响力学性能和耐久性3。超高性能混凝土在制备的过程中水泥使用量较高,为普通混凝土用量的 23 倍,不仅会增加超高性能混凝土的成本,还会加剧温室效应。花岗岩石粉是很常见且价
2、格低廉的工业副产品,其主要成分为 SiO2,可以作为混凝土的胶凝材料替代水泥。本文研究了花岗岩石粉的质量替代率分别为0%、15%、20%、25%和 30%,在加热、蒸汽和正常 3 种养护制度下,探讨了超高性能混凝土的力学性能和耐久性。1 材料和方法1.1 超高性能混凝土的组成成分用于制备超高性能混凝土混合料的成分不同于传统的混凝土混合物。普通硅酸盐水泥、花岗岩石粉、硅灰、石英砂、石英粉、高效增塑剂、钢纤维和水是制备超高性能混凝土的主要材料。1.1.1 水泥本文使用了普通硅酸盐水泥。水泥型号为 P.O42.5,密度为 3122kg/m3。水泥的粒径分布如图 1 所示,水泥的化学成分和烧失量见表
3、1。表 1 水泥的化学成分化学成分含量(%)SiO222.2Al2O33.6Fe2O33.2CaO62.8MgO1.5SO32.7Na2O0.4K2O1.1LOI1.31.1.2 花岗岩石粉花岗岩石粉是当地石材加工厂在加工过程中产生的废弃物,利用球磨机再次对花岗岩石粉进行研磨,可获得粒径更小的花岗岩石粉。花岗岩石粉粒的密度为 2786kg/m3,花岗岩石粉粒径分布如图 1 所示,花岗岩石粉的化学成分和烧失量见表 2。表 2 花岗岩石粉的化学成分化学成分含量(%)SiO281.6Al2O32.5Fe2O32.1CaO2.6MgO0.8K2O3.4Na2O4.8Fe2O0.91.1.3 硅灰硅灰是
4、硅铁合金的副产品,具有极高的细度,二氧化硅含量为 95%97%。硅灰的粒径为 0.1m 左右,非常细。1.1.4 石英砂采用石英砂替代传统混凝土中的粗骨料。为黄白色高纯硅砂。石英砂的粒径在 0.3mm0.8mm。1.1.5 石英粉试验使用的石英粉为白色粉状石英粉。石英粉的粒径范不同养护制度下道路高性能混凝土的耐久性研究魏冕杨帆(济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司,山东 济南 250000)摘 要:为了研究花养护制度对道路高性能混凝土耐久性的影响,本文以花岗岩石粉替代超高性能混凝土中的水泥,在加热、蒸汽和正常3种养护制度下,研究了混凝土的力学性能和耐久性。结果表明,加热养护和蒸汽养护的
5、超高性能混凝土力学性能更好,蒸汽养护时,混凝土的耐久性最佳。随着花岗岩石粉替代率增加,超高性能混凝土的力学性能呈先提高、后降低的趋势,替代率为25%时力学效果最佳。超高性能混凝土的耐久性随着花岗岩石粉替代率增加而提高,当替代率增至25%后,混凝土的耐久性增强速率逐渐平缓。关键词:超高性能混凝土;力学性能;膨胀率;质量损失;吸水率中图分类号:TU755文献标志码:A图 1 水泥和花岗岩石粉的粒径分布曲线0.010.010.10.11110101001001000100065432106543210体积(%)粒径(m)水泥 花岗岩石粉中国新技术新产品2024 NO.2(下)-85-工 程 技 术围
6、为 1m3m。1.1.6 外加剂本文采用聚羧酸高效减水剂。1.1.7 纤维本文使用的纤维是钢纤维,其长度为 0.6mm,直径为0.1mm。1.2 混凝土配合比试验配合比以 JGJ552011普通混凝土配合比设计规程为依据,共制备了 5 组混凝土。花岗岩石粉的质量替代率分别为 0%、15%、20%、25%和 30%。其中花岗岩石粉替代率为 0%的混凝土为对照组。本文中每组混凝土混合成分的水胶比恒定为 0.17。各组混凝土的配合比见表 3。表 3 混凝土配合比编号混合比例(kg/m3)水泥花岗岩石粉硅灰石英砂石英粉外加剂 钢纤维水S19000192.586265.210135.5153S27651
7、35192.586265.210135.5153S3720180192.586265.210135.5153S4675225192.586265.210135.5153S5630270192.586265.210135.51531.3 试验方法1.3.1 抗压强度测试混凝土的抗压强度是混凝土最重要的性能之一。根据GB/T500812016普通混凝土力学性能试验方法标准,根据上述配合比制备尺寸为 100mm100mm100mm 的混凝土立方体试块,用于抗压强度试验。浇筑 24h 后脱模,用 3 种不同的养护制度进行 28d 龄期的养护。对于每个养护制度,均制备一式三份的试块。试块在万能试验机上进
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