含水率和膨胀剂对预拌补偿收缩混凝土抗折性能影响的试验与分析.pdf
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1、2 0 1 5年 第 2 期 (总 第 3 0 4 期 ) N u mb e r 2 i n 2 0 1 5( T o t a l No 3 0 4) 混 凝 土 Co n c r e t e 实用技术 P lRA( r I CAL TECHNoLOGY d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 5 0 2 0 3 6 含水 率和膨胀剂对预拌补偿收缩混凝土 抗折性 能影 响的试验与分析 杨 易灵。马芹永 ,费厚乾 。 张阳 阳,张经双 ( 安徽理工大学 土木建筑学院, 安徽 淮南 2 3 2 0 0 1 ) 摘要 : 为了研究砂子含水率
2、和膨胀剂掺量对预拌补偿收缩混凝土抗折强度的影响, 进行 了5 种膨胀剂掺量在不同砂子含水率 ( 0 、 0 5 、 1 0 、 1 5 和 2 0 ) 和不同贮存期下( 0 、 3 、 7 、 1 O 、 1 5 、 2 0 、 3 0 d ) 的抗折强度试验。 试验结果表明, 在膨胀剂掺量 6 时抗折 强度较好 ; 贮存期相同时, 砂子含水率越大, 抗折强度损失率越大 ; 砂子含水率一定 时, 抗折强度损失率随着贮存期 的增加而增 大; 对于膨胀剂掺量为 6 的预拌补偿收缩混凝土 , 砂子含水率为 0 5 、 1 0 和 1 5 的预拌干料分别贮存 2 O 、 1 5 、 3 d时的强度损
3、失率可控制在 1 5 以内。 试验结果可为预拌补偿收缩混凝土的现场应用提供试验依据 。 关键词: 预拌料混凝土 ; 补偿收缩; 含水率 ; 膨胀剂; 抗折强度 中图分类号: T U 5 2 8 0 4 2 文献标志码: A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 0 2 0 1 2 8 0 4 n f l u e n c e t e s t i n g a n d a n a l y s is o f f l e x u r a l s t r e ng t h of r e a d ymi x e d s h r i n k a g e c omp e n s a
4、 t i n g c o n c r e t e wi t h di ffe re nt wa t er c ont en t and e xpa nsi ve ag ent YA NG Y i l i n g MA Q i n y o n g。 F EI Ho u q i a n, ZHANG Ya n g y a n g, Z HANG J i n g s h u a n g ( S c h o o l o f Ci v i l E n g i n e e rin g a n d Ar c h i t e c t u r e , An h u i Un i v e r s i t y o
5、f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , Hu a i n a n 2 3 2 0 0 1 , C h i n a ) Abs t r ac t: I n o r d e r t o s tud y t h e e f f e c t o f wa t e r c o n t e n t a n d e x p a n s i v e a g e n t o n the fle x u r al s tre n g t h o f c o nc r e m, f l e x u r a l s tre n g th e x pe fi me a t
6、 s wi t h 5 k i n d s o f e x p a n s i v e a g e n t i n the c o n d i ti o n of d i f f e r e n t wa t e r c o n t e n t ( 0、 0 5 、 1 O 、 1 5 a n d 2 0 ) a n d d i f f e r e n t s t o r a g e p e r i o d ( 0 3、 7、 1 0 1 5 、 2 0、 3 0 d we r e c a r r i e d o u t T h e r e s u l t s s h o w t h a t
7、t h e f l e x u r a l s t r e n g th r e a c h a ma x i mu m v a l u e a t 6 e x p a n s i v e a ge n t F o r the s a me s t o r a g e pe r i o d, t he hi g h e r i s wa t e r c o n t e n t t o s a n d, the l e s s i s fle xu r a l s tre ng t h; Fo r the wa t e r c o nt e n t , the h i g h e r i s s
8、 t o r a g e p e r i o d t he l e s s i s fle x u r a l s t r e n g th Fo r t h e r e a d ymi x e d s h r i n ka g e c o mp e n s a ti n g c o n c r e t e wi t h t h e e x p a n s i v e a g e n t i n 6 t h e s tr e ng t h l o s s r a t e s o f d r ymi x e d ma t e ria l s wh os e s a n d wa t e r c
9、o n t e n t s a r e 05 , 1 0 a n d 1 5 s e p a r a t e l y C an be c o n tro l l e d wi thi n 1 5 , whe n b e s t or e d f o r 2 0, 1 5, 3 d r e s p e c tiv e l y Th e r e s u l t s C an b e s up p o r t e d to the us i n g r e a d ymi x e d c o n c r e t e s h r i n k a g e c o mp e n s a tio n i n
10、 e ng i n e e rin g a p p l i c a t i o n Key wor ds: r e a d ymi x e d c o n c r e t e; s h rin ka g e c o mp e ns a tio n; wa t e r c o n t e n t ; e x p a ns i v e a g e n t ; f l e xu r a l s t r e n g th 在矿山井巷等地下结构施工时 , 喷射混凝 土一般都采 用现场搅拌 的方式 , 这种搅 拌方式会导致劳动效率 低 、 配 合比不准确 、 粉尘浓度大等问题 。 为了解决上述问题 , 提
11、 出 了预拌料混凝土的概念 , 预拌料混凝土是指先将一定 比例 的水泥 、 砂子 、 石子等混凝土原材料均匀拌和在一起 , 密封 存放 , 在施工 时加入一定量 的水和外加剂进行搅 拌 、 施工 的一种新型混凝土 J 。 由于砂子 中含水 , 会 与水 泥发生 预水化反应导致混凝土的强度降低 , 韩兴腾 通过研究不 同砂子含水率 的预拌料混凝土的基本力学性能 , 得出了砂 子含水率和贮存期对预拌料混凝土力学性能的影响 。 张经 双等 通过研究不同配合比, 不 同砂子含水率 的预拌料 混凝土的抗压强度和微观结构 , 得出水胶 比对预拌料混凝 土的强度损失率影响不大并建立了微观结构与抗压强度 的关
12、系。 上述针对预拌料混凝土力学性能的研究都仅 限拉 压性能 , 并没有考虑预拌料混凝土在地下施工时存在 易开 裂 、 易脱落的缺点 。 近几 年 , 补 偿 收 缩 昆凝 土 的研 究 在 我 国 日益 成 熟 。 研究 表 明, 在 混凝 土 中掺 入适 量 的膨胀 剂 可 以 抵消部分 拉应 力 , 减 少裂 缝 的产 生 , 从 而提 高混 凝 土 的 耐久性 。 崔朋 勃 研 究 了膨胀 剂 对 喷射 补 偿 收缩 钢纤维混凝土 的力学性 能 , 得 出 了喷射补 偿收缩 混凝 土 和喷射补偿收缩钢纤维混凝土 的最佳 膨胀剂掺量分 别为 6 和8 。 李伏虎等 通过分析补偿收缩混凝土微
13、观结 构 , 从微 观 角度 探 讨 了 膨胀 剂 提 高 混 凝 土强 度 的作 用 机理 。 为解决预拌料混凝土在施工时存在的易开裂 、 易脱落 收稿日期: 2 0 1 4 0 6 1 7 基 金项 目: 高等学校 博士学科点专项科研基金优先发展领域课 题( 2 0 1 3 3 4 1 5 1 3 0 0 0 1 ) 1 28 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 的缺点, 在预拌料混凝土中掺人膨胀剂制成预拌补偿收缩 混凝土。 试验研究不同砂子含水率, 不同膨胀剂掺量, 经贮 存 0 、 3 、 7 、 1 0 、 1 5 、 2 0 、 3 0 d的预拌补偿 收
14、缩混凝土的抗折性 能随砂子含水率和膨胀剂掺量 的变化规律 。 1 试验 方案 与试验 结果 1 1试 验 设 计 水泥选用八公山牌 P O 4 2 5 级水泥 ; 砂子选用淮河 中 砂 ; 石子选用最大粒径为 1 0 I I l T I 的连续级配普通碎石 ; 试验 用水选用 自 来水 ; 膨胀剂选用 H C S A混凝土膨胀剂。 混凝土强度 等级设 计为 C 3 0 , 水胶 比为 0 4 8 , 砂率 为 4 5 , 综合考虑经济因素和混凝 土强度要求 , 取砂子含水率 为 0 5 、 1 0 、 1 5 和 2 0 , 膨胀剂等量取代胶凝材料的 0 、 4 、 6 、 8 、 1 0 ,
15、 预拌干料贮存期为 0 、 3 、 7 、 1 0 、 l 5 、 2 0 、 3 0 d的情况进行研究 。 1 2试 验 方 法 试验所用的砂子和石子预先在干燥箱里烘干至恒重 , 并将干砂分别按含水率 0 5 、 1 0 、 1 5 、 2 0 加水拌匀 , 密封存放不少于 4 8 h , 以保证砂 子含水均匀。 再按 混凝 土 配合 比将砂子 、 石子 和水 泥拌和均匀制 成预拌干料 , 密封 贮存一段 时间后 , 加入 膨胀剂和水制成棱柱体 试块。 养 护 2 8 d 后进行抗折强度试验。 按 G B T 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 ( 普通混凝土力学性能试验方 法标准 中对抗
16、折强度试 验 的要求 , 采 用三分点法进行 抗 折强度试验 。 试验装置如 图 1 所 示 , 试验采用 WE一 3 0液 压式万能试验机进行试验 , 施加连续 , 均匀 的荷载 , 加荷速 度取 0 0 5 0 0 8 MP a s 。 图 1 抗折强度加载装置 1 3试 验 结 果 预拌 补偿 收 缩混 凝 土 的抗 折 强度 试 验 结 果 如 表 1 所示。 2 试验结果分析 2 1 膨胀剂掺 量对抗折 强度 的影响 根据试验结果 , 绘制预拌补偿收缩混凝土在不 同膨胀 剂掺量和不 同贮存期下 的抗折强度 曲线 。 以贮存期 3 、 3 0 d 为例 , 见 图 2 、 3 。 从图
17、 2 、 3中可以看 出 , 随膨胀剂掺 量 的增多 , 抗 折强 度先增大后减少 , 当膨胀剂掺量从 0增大到6 时 , 抗折强 度逐渐增大 , 膨胀剂掺量从6 增大 到1 0 时 , 抗折 强度 逐 表 1 不同含水率砂子预拌补偿收缩混凝土抗折强度 0 2 4 6 8 1 0 膨 胀剂掺 量 图 2贮存 期 3 d膨 胀剂 对抗 折强 度影 响 曲线 0 2 4 6 8 l 0 膨胀剂 掺量 图3贮存期 3 0 d 膨胀剂对抗折强度影响曲线 1 29 2 0 8 6 4 2 0 4 4 3 3 3 3 3 B d 鼍 骥辖 2 O 8 6 4 2 O 8 4 4 3 3 3 3 3 2 B
18、 d I , 想 辖 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 渐减小 。 以贮存期 3 d , 含水率 0 5 为例 , 膨胀剂掺量 4 、 6 、 8 和 1 0 比不 掺膨 胀 剂 的试 块抗 折 强度 分 别 提 高 0 7 0 、 6 1 7 、 一2 8 3 和 一4 9 5 。由此可 以看 出 , 在膨胀 剂掺量 6 时抗折强度达到最大值 , 当膨胀剂掺量大于 6 时抗折强度降低较快。 2 2含水率对抗折强度 的影响 根据试验结果 , 膨胀剂掺量 6 时抗折强度最大 。 绘制 在膨胀剂掺量 6 情 况下 , 预拌补偿收缩混凝 土在不 同含 水率和不 同贮存期
19、 的抗折强度曲线如图 4所示 。 u U ) 1 U 1 5 2 U 含 水率 图4含水率对抗折强度的影响曲线 在贮存期一定时, 含水率 越高, 抗折强度越低 。 如图 4 所示 , 贮存期 3 d 时 , 含水率 0 5 、 1 0 、 1 5 、 2 0 与含水 率 0的抗折强度相 比, 分别降低 了 2 4 3 、 7 9 4 、 1 2 1 6 、 1 3 2 9 。 可 以看出, 含水率小于 1 0 时, 强度下降较快 , 含 水率 大于 l , 0 时 , 强度降低幅度趋于平缓。 2 3 贮存期对抗 折强度的影响 膨胀剂掺量为 6 时 , 预拌 补偿收缩混 凝土 的抗折 强 度随贮
20、存期 的变化 曲线如图 5所示 。 为了更直观 的表现贮 存期与含水 率对抗折 强度 的影响 , 引入强 度损 失率 的概 念 。 强度损失率是指不同贮存期与贮存 0时相 比 , 预拌 补 偿收缩混凝土的抗折强度 降低百分率 。 根据表 1 , 贮存 期 卜 j 强度损失率的关系曲线见 图 6 。 由图 5 N 以看 出, 同一含水率 , 随贮存期 的增长 , 抗折 l 3 0 0 5 1 0 l 5 2 0 2 5 3 0 贮 存期 , d 0 5 l O 1 5 2 O 2 5 3 O 贮 存期 , d 图 6 贮 存期 对抗 折 强度损 失率 的影 响 曲线 强度逐渐下降。 如图 6所示
21、 , 同一种含水率 , 随贮存期 的增 长, 强度损 失率逐渐增大 。 砂子含水率为 0 5 时, 1 0 d内强度损失率 增长 速度基本相 同 , 1 0 d后强 度损失率增 长速度逐 渐减 慢 ; 砂子含水率为 1 0 时 , 3 d内强度损失率增长较快 , 3 d 后强度损失 率增 长速度逐 渐减慢 ; 砂子 含水率 大 于1 0 时 , 3 d内强度损失率增长较快 , 3 1 0 d 之间强度损失率增 长变慢 , 1 0 d之后强度损失率增加较少。 对同一贮存期 , 随着砂子含水率 的增加, 强度损失率也 不断增大。 若在地下工程施工时以强度损失率为预拌干料 是否满足施工条件的标准 ,
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