恶劣环境下机制砂混凝土的强度和耐久性能.pdf
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1、第 1 5卷第 3期 2 0 1 2年 6月 建筑材料学报 J OURNAL OF B UI LDI NG MATERI ALS Vo1 1 5。 NO 3 J u n , 2 0 1 2 文 章 编 号 : 1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 1 2 ) 0 3 0 3 9 1 0 4 恶 劣环境 下机 制砂混凝 土 的强度和 耐久性 能 陈正发 , 刘桂凤 , 秦彦龙 , 徐 建 民 ( 1 山东 理工大学 建筑 工程学 院 , 山东 淄博 2 5 5 0 4 9 ; 2 山东凝 易 固砂浆 科技有 限公 司 , 山东 淄博 2 5 5 0 5 1 ) 摘要 : 在 对 原材料 进
2、行 性 能测 试和 混凝 土 配合 比试 验 的基 础 上 , 对 C 3 0机 制砂 混凝 土 开展 了高温 和 冻融循 环试 验 对 比研 究 了冻融循 环 、 冻 融循 环后 酸侵 蚀 和 碱 侵 蚀 3种 情 况 下机 制 砂 混凝 土 强 度 、 相 对 动弹模 量 的 变化 规律 ; 对 比研 究 了高温 、 高温后 酸侵 蚀 和碱 侵 蚀 3种 情 况 下机 制砂 混凝 土 强度 、 相对动弹模量的变化规律 结果表 明: 在试验 温度和冻融次数范围 内, 机 制砂 混凝 土在 高温 和 冻融循 环后 抗压 强度 、 相 对动 弹 模 量 显 著 降低 , 并 随 温度 和 冻 融
3、循 环 次 数 的 增加 其 降低 幅度 有 增 大趋 势 ; 机制 砂 混凝 土在 高温和 冻融循环 后 , 耐 酸 、 碱 侵 蚀 性 能 明显 降低 , 温 度越 高 、 经 受 的冻 融 循 环 次数越 多 , 其 耐酸 、 碱 侵 蚀 能力越 低 , 且 以耐酸侵 蚀 能 力为 最低 关键 词 : 机 制 砂 混凝 土 ;恶 劣环境 ;高温 ;冻融循 环 ;强度 ;耐 久性 能 中 图分类 号 : TU5 2 8 0 1 文献 标 志码 : A d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 7 9 6 2 9 2 O 1 2 0 3 0 1 9 S t r
4、e n g t h a n d Du r a b i l i t y o f Co nc r e t e wi t h M a nu f a c t u r e d - Sa n d i n S e v e r e En v i r o nm e nt CHEN Z h e n g f a , LI UGu i f e n g , QI N Y a n l o n g , X【 , J i a n rai n 。 ( 1 S c h o o l o f Ar c h i t e c t u r e En g i n e e r i n g ,S h a n d o n g Un i v e r
5、 s i t y o f Te c h n o l o g y ,Z i b o 2 5 5 0 4 9,Ch i n a ; 2 S h a n d o n g Ni n g y i g u M o r t a r Te c h n o l o g y I n c ,Z i b o 2 5 5 0 5 1 ,C h i n a ) Abs t r a c t : No wa d a ys,f e w pe o p l e i nv e s t i g a t e d t he s t r e ngt h a nd d ur a bi l i t y o f c on c r e t e wi
6、 t h ma nuf a c t ur e d s a nd i n s e v e r e e nv i r o nme nt Exp e r i me nt s t ud i e s o n C3 0 c o nc r e t e wi t h ma nu f a c t ur e d s a nd we r e c a r r i e d ou t u nd e r c o nd i t i o n o f hi g h t e m p e r a t u r e a nd f r e e z e t ha w c y c l e s ba s e d o n t he t e s t
7、 i n g o f r a w ma t e r i a l s pe r f o r m - a nc e s a n d c o n c r e t e m i x p r o po r t i o nCo m p a r a t i v e s t ud i e s o n t h e c ha ng i ng l a ws o f t he s t r e n gt h a nd t he r e l a t i v e d y n a mi c e l a s t i c mo d u l u s o f c o n c r e t e wi t h ma n u f a c t
8、u r e d s a n d we r e ma d e i n s o me c a s e s ,i n c l u d i n g h i g h t e mpe r a t ur e a n d f r e e z e - t ha w c y c l e s,a c i d c o r r o s i o n a f t e r hi gh t e mpe r a t ur e a n d f r e e z e - t ha w c yc l e s a nd a l ka l i c o r r o s i o n f o l l o wi n g h i g h t e mp
9、 e r a t u r e s a n d f r e e z e t h a w c y c l e s Th e r e s u l t s o f t e s t s i n d i c a t e t h a t t h e s t r e n g t h a n d t h e r e l a t i v e d y n a mi c e l a s t i c mo d u l u s o f c o n c r e t e wi t h ma n u f a c t u r e d s a n d d e c r e a s e s ma r k e d l y wi t h
10、t he i n c r e a s e o f t e mpe r a t ur e a nd t he numbe r o f f r e e z e t ha w c y c l e s The a c i d a nd a l ka l i r e s i s t a nc e o f c o nc r e t e wi t h m a n uf a c t u r e d s a nd i s a l s o r e ma r ka bl y we a k e ne d du e t o t h e a c t i o n o f h e a t i ng a n d f r e e
11、 z e t ha w c y c l e s The a c i d - a nd a l ka l i r e s i s t a nc e,e s pe c i a l l y t he a c i d - r e s i s t a nc e o f t he c o nc r e t e l o we r s wi t h t he i n c r e a s e o f t e mp e r a t u r e a n d t h e n u mb e r o f f r e e z e t h a w c y c l e s Ke y wo r d s:c on c r e t
12、e wi t h ma nu f a c t u r e d s a nd;s e v e r e e nv i r o nme nt ;hi gh t e m p e r a t u r e;f r e e z e - t h a w c y c l e; s t r e ng t h;d ur a b i l i t y 随着经济建设 的飞速发展 , 土木建筑业空前 活 跃 , 道路 、 桥梁、 铁路、 机场 、 城市建设 、 水利水 电工程 等建设对混凝土的需求量大大增加 , 用砂量也逐年 攀升 据统计 , 中 国仅建筑用 砂石年均需求 量约为 收稿 日期 : 2 0 1 1 - 0 2
13、 2 1 ;修订 日期 : 2 O u O 8 一 O 8 基金项 目: 山东省 自然科学基金资助项 目( Z R2 0 0 9 F M0 2 0 ) ; 国家 自然科学基金资助项 目( 5 0 7 0 9 0 3 1 ) 第一作 者 : 陈正发 ( 1 9 7 1 一 ) , 男 , 安徽蚌埠人 , 山东理工大学副教授 , 硕士生导师 , 硕士 E ma i l : c z f 2 0 0 2 1 2 6 c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 9 2 建筑材料学报 第 1 5卷 5 O亿 t 长期以来 , 对天然砂的过度开采导致了天然 砂资源枯竭 ,
14、 价格高涨 , 而且严重破坏生态环境 用 人工砂替代天然砂 已越来越受 到重视 , 并 已在生产 实践 中得 到广 泛使 用 但 是 , 关 于机制 砂混 凝 土在 复 杂环境下的各种物理力学性能、 尤其是在恶劣条件 下 的物 理力 学性 能 的研 究并 不 多见 在实 际工 程 中 , 混凝土不仅要在正常的环境下使用 , 而且也要在高 温 、 冻融循环 、 化学介质侵蚀等恶劣环境下使用 在 中 国东 北地 区 , 冻 融循 环 已经 成 为 影 响 混凝 土 耐 久 性 的最重要 因素之一口 近几 十年来 , 很多学者对混 凝土的冻融破坏机理 、 材料结构及外加剂等 2 _ 6 进行 了研究
15、 , 但对其经受冻融循环后的强度、 特别是机制 砂 混凝 土经 受 冻融 循 环 后 的强 度 还 缺 乏 系统 研 究 混凝土经受高温作用 的情况也很常见 建筑结构在 火灾情况下 , 很容易损坏 , 且损失惨重 目前 , 关于高 温后 混凝 土 的 力 学 性 能 研 究 也 很 多_ 7 引, 但 对 机 制 砂混凝土在高温后 的强度和耐久性 能的研究 尚不 多见 本文以 C 3 O机制砂 混凝土为研究对象 , 对其 在 高温 和冻 融循 环 后 的强 度 、 耐久 性 能 进 行 了试 验 研 究 , 得到 了一些 有益 的结 果 1 试验方法 1 1 原 材料 及配 合 比试验 本文所
16、 用 机制 砂 取 自实 际工 程 现 场 根 据 G B T 1 4 6 8 4 -2 0 0 1 建筑 用砂 对机 制砂 的颗 粒级 配 、 表 观密度、 堆积密度、 泥含量及含水率等进行了测试 经测试 , 机制砂 的细度模数为 3 2 , 级配筛余部分在 1区 , 部分在 2区, 可以界定为 中粗砂 , 其表观密度 、 堆积密度 、 含水率等指标均符合建筑用砂标准 碎石 也 是 取 自实 际工 程 现 场 , 按 照 GB T 1 4 6 8 5 - 2 0 0 1 建 筑用 卵 石 、 碎 石 的 规 定 对 碎 石 的 级 配 、 表 观 密 度 、 堆积密度 、 泥含量和含水率等进
17、行 了测试 , 均符 合要求 水泥采用 P O8 2 5普通硅酸盐水泥, 经检 测 , 其性 能指 标 均达标 准要 求 本文将 C 3 0机 制砂混凝 土 的坍 落 度设定 为 8 0 9 0 IT l m 先 参照 J GJ 5 5 2 ( ) 0 0 普 通混凝 土 配合 比设 计 规 程 , 按 天 然 砂 混 凝 土 来设 计 C 3 0机 制 砂 混 凝 土 配合 比, 然 后 根 据 天然 砂 与机 制 砂 的 性 能差 异 及 试配结果 , 对该配合 比进行适当调整 C 3 0机制砂混 凝 土 的 最 终 配 合 比 为 : ( 水 泥 ) : m( 砂 ) :m( 石) :
18、m( 水 ) 一1 : 1 0 6 : 2 1 6 : 0 4 7 1 2冻融循 环 试验 本文参 照 D L T 5 1 5 0 - 2 0 0 1 水工 混凝 土试验规 程 、 采用 KD R - 3混凝土快速冻融试验机对试件进行 冻融循 环( F T C ) 试验 试件共 9组 , 尺 寸 为 1 0 0 mm 1 0 0 mm4 0 0 mm, 其 中 6组 ( 每组 3个 ) 试件进行 冻 融循 环 试 验 , 另 外 2组 ( 6个 ) 试 件 经过 冻 融 循 环 后再 进行 酸 、 碱侵 蚀试 验 , 最 后 1组 3个试 件作 为对 比试件 将分 别 经 过 5 , 1 0
19、, 1 5次 冻 融 循 环 试 验 的 3 组 试件 放入 质 量 分 数 为 5 的 冰 醋 酸 溶 液 中浸 泡 , 同时 , 将 1 组 未 经冻 融循 环 试 验 的 试 件 也放 人 相 同 浓度的冰醋酸溶液 中浸泡 , 浸泡时液面高出试 件顶 面 2 O mm, 浸 泡时 间为 5 d ; 将 分 别 经 过 5 , 1 0 , 1 5次 冻 融循 环 试 验 的 另 外 3组 试 件 放 人 质 量 分 数 为 1 O 的 Na : C O。 溶液 中浸 泡 , 同时 , 将 1组未 经 冻 融 循 环试 验 的试 件也 放 入相 同质 量 分数 的 Na C O。 溶 液中浸
20、泡, 浸泡时液面高出试件顶面 2 0 mm, 浸 泡 时 间为 5 d 将 达到 浸 泡设 定 时 间 的 各 组试 件 取 出 , 用湿布擦干表面水分, 然后, 根据 DL T 5 1 5 O 2 O O 1 水工 混凝 土试 验规 程 进 行 相对动 弹模 量 和抗 压 强 度测 试 I 3高温 试验 高温试验试件尺寸为 1 5 0 m mX 1 5 0 m mX 1 5 0 m m, 按常温( 2 0) , i 0 0 , 2 0 0 , 3 0 0共分 4组 , 每组各 9 个试件 试件的加热 方式 为: 每次 升高 1 0 0, 然后 恒 温 5 mi n , 在 炉温 度达 到预
21、定 温 度后 , 恒 温 3 h 试 件经 历高 温后 3 d进行 性 能测试 将经 过 常 温 , 1 0 0 , 2 O 0 , 3 0 0 处 理 的 4组 试 件 分别 放人 质 量 分数 为 5 的 冰 醋 酸 溶 液 中 浸 泡 , 浸 泡 时液面 高 出试件 顶 面 2 0 mm, 浸 泡 时 间 为 5 d ; 将 经 过常 温 , 1 0 0 , 2 0 0 , 3 0 0 处 理 的 3组 试 件 分 别 放 入质量分数为 1 0 的 Na C O 。溶液 中浸泡 , 浸泡 时 液面高出试件顶面 2 0 mm, 浸泡时间为 5 d 将达到 浸泡设定时间的各组试件取出, 用湿
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- 恶劣 环境 机制 混凝土 强度 耐久 性能
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