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北京春夏交替季節(jié)環(huán)境對粉煤灰混凝土強度和早期變形的影響

文檔作者：劉建英，宋少民文檔來源：北京建筑大學(xué)北京市綠色建筑與節(jié)能技術(shù)重點實驗室		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年04月26日
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2015 NO．5粉煤灰綜合利用l'LY ASH COⅣⅡ．REHENSIVE UTⅡ．IZATIoNInfluences of the Early Summer Sesson Environment iIl BeUing on the Fly Ash Concrete Mechanical Properti鶴andthe Early Deformafion Beha、，ior劉建英，宋少民(北京建筑大學(xué)北京市綠色建筑與節(jié)能技術(shù)重點實驗室，北京100044)摘要：為明確標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護與自然環(huán)境下粉煤灰混凝土力學(xué)性能的變化規(guī)律，本文通過與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護對比，研究了北京春夏交替季節(jié)環(huán)境對粉煤灰混凝土強度和早期變形性能的影響。結(jié)果表明：與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件比較，北京春夏交替季節(jié)的自然養(yǎng)護下低摻量粉煤灰混凝土的抗折強度有所降低；與早期濕養(yǎng)護相比，混凝土抗壓強度有所降低，粉煤灰摻量達到50％時混凝土在自然環(huán)境中的抗折、抗壓強度的降低更顯著。自然養(yǎng)護下粉煤灰混凝土前6h的收縮有所增大。分析認為自然環(huán)境中粉煤灰混凝土力學(xué)性能變化會由于環(huán)境與季節(jié)不同而呈現(xiàn)不同規(guī)律。關(guān)鍵詞：粉煤灰混凝土；自然養(yǎng)護；標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護；強度；早期收縮中圖分類號：TU528．2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1005—8249(2015)05．0028．03作為現(xiàn)代混凝土的獨立組分，礦物摻合料的應(yīng)用越來越廣泛，其中粉煤灰已經(jīng)成為預(yù)拌混凝土必不可少的組分，對于混凝土產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排和混凝土性能改善發(fā)揮重要作用，而且還具有其他材料無法替代的優(yōu)良性能，符合綠色混凝土的要求…。有工程技術(shù)人員反映，粉煤灰混凝土從標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護箱中取出，在自然環(huán)境下放置1—3d與取出后即進行強度試驗相比，強度有所降低。為研究和驗證這一說法，本文在北京春夏交替季節(jié)(五月份到六月份，平均統(tǒng)計氣溫20～30℃)的環(huán)境中對粉煤灰混凝土的強度及早期變形性能的影響進行了試驗研究。1試驗用原材料(1)水泥：北京金隅P．0．42．5水泥，細度80¨m篩余為0．4％，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為28．2％，28d實測抗折強度、抗壓強度分別為8．2MPa、47．0MPa。(2)粉煤灰：Ⅱ級粉煤灰，比表面積為460m2／kg，細度45斗m篩余為6．5％，需水量比為97．6％，燒失量為4．9％。(3)礦粉：$95級礦粉，比表面積為490m2／kg，需水量比為96．2％。收稿日期：2015—05—14·28·(4)砂：天然砂，細度模數(shù)為2．7，含泥量為5．2％，含水率為2．5％，空隙率為41．4％。(5)石子：碎石，連續(xù)級配，粒徑為5mm一20mm，空隙率41．2％。(6)減水劑：“西卡”聚羧酸減水劑，減水率30％。2不同養(yǎng)護環(huán)境對粉煤灰混凝土強度影響表1試驗混凝土配合比相關(guān)數(shù)據(jù)本試驗通過對比與分析相同配合比混凝土在不同養(yǎng)護環(huán)境下的不同齡期的強度，研究自然養(yǎng)護環(huán)境對粉煤灰混凝土力學(xué)性能的影響。試驗方法采用按照《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)注》GB／T50081—2002的測試方法。試驗采用的3種養(yǎng)護條件分別是：標(biāo)準(zhǔn)濕養(yǎng)護(養(yǎng)護條件I)、標(biāo)準(zhǔn)濕養(yǎng)護7d后轉(zhuǎn)入自萬方數(shù)據(jù)粉煤灰綜合利用FLY ASH COM呼RE恥NSI、1E UTⅡ。IZA’nON 2015 NO．5然養(yǎng)護(養(yǎng)護條件Ⅱ)、自然養(yǎng)護(養(yǎng)護條件Ⅲ)。試驗期間自然養(yǎng)護的溫度22～35℃，相對濕度在60％一70％左右。試驗用各組混凝土的配合比見表1。2．1自然養(yǎng)護對粉煤灰混凝土的抗壓強度影響由于養(yǎng)護條件I、Ⅱ在前7d養(yǎng)護條件相同，所以在計算7d混凝土平均抗壓強度時，在試驗中顯示養(yǎng)護條件I、Ⅱ下7d抗壓強度數(shù)值相同。不同養(yǎng)護條件下粉煤灰混凝土的各齡期抗壓強度見表2。表2不同養(yǎng)護條件的混凝土各齡期抗壓強度 ／MPa紺縣 !!堇堡塑墮 !型墊堡塑鏖一。養(yǎng)護條件I II養(yǎng)護條件11I養(yǎng)護條件I養(yǎng)護條件II養(yǎng)護條件11IA—l 26．5 27．9 35．6 38．4 32．9A一2 24．5 27．9 34．8 36，6 33．7B一1 35．6 33．3 46．O 46．0 “．8B-2 34．8 32．2 47．2 45．8 44．6B-3 28．3 30．2 40．2 43．5 43．4B-4 27．4 25．9 37．O 31_3 30．4D一1 22．9 24．5 43．1 45．4 43．1D一2 25．3 19．9 34．8 36．6 33．7通過表2可以看出，相同配合比不同養(yǎng)護條件下，混凝土抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護7d(養(yǎng)護條件I、Ⅱ)的相對較高；結(jié)合粉煤灰作為礦物摻合料對混凝土強度的影響機理文章舊、3 J，筆者認為相對于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護和早期標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護，自然養(yǎng)護環(huán)境中粉煤灰混凝土的抗壓強度有所降低，但幅度不大。對于50％高摻粉煤灰混凝土而言，自然養(yǎng)護環(huán)境對其抗壓強度影響較為明顯，強度下降幅度較大。而對于較大摻量礦渣粉的D組而言，影響較小。為研究從養(yǎng)護室標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護后取出的試件在自然環(huán)境中短時間存放對粉煤灰混凝土強度的影響，當(dāng)然實際檢測中試件從養(yǎng)護室中取出到測定強度一般不會超過半天時間，本試驗為效果更顯著，對比同配合比粉煤灰混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護31d立即取出與標(biāo)養(yǎng)28d后干燥3d的混凝土試件測定抗壓強度，試驗結(jié)果見表3。表3不同養(yǎng)護條件的粉煤灰混凝土抗壓強度 ／MPa通過表3可以看出標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護至28d轉(zhuǎn)至較為干燥的自然養(yǎng)護環(huán)境不僅不會降低粉煤灰混凝土的抗壓強度，相反的干燥環(huán)境會提高其抗壓強度，但影響并不明顯。這是因為在六月中下旬北京的自然養(yǎng)護的溫度(30～35。C)，普遍高于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護的溫度(20℃)，相對濕度也較高，促進了混凝土的水化、硬化過程。2．2 自然養(yǎng)護對粉煤灰混凝土的抗折強度影響本試驗對比各組混凝土在14d、28d兩個齡期內(nèi)抗折強度值，研究不同養(yǎng)護環(huán)境對粉煤灰混凝土抗折強度的影響。不同養(yǎng)護條件下混凝土的各齡期抗折強度如表4。表4不同養(yǎng)護條件下粉煤灰混凝土各齡期抗折強度 ／MPa蛔匕 !塑堇塹塑鏖 墊!堇塹堡墮一。養(yǎng)護條件I養(yǎng)護條件Ⅱ養(yǎng)護條件Ⅲ養(yǎng)護條件I養(yǎng)護條件Ⅱ養(yǎng)護條件ⅢA—l 3．2 3．0 2．8 4．1 3．5 3．3A一2 3．O 2．9 2．6 3．6 3．4 3．2B一1 3．5 3．1 2．9 4．3 3．8 3．5B一2 3．7 2．8 2．8 4．2 4．0 3．6B一3 3．5 3．1 3．0 3．6 3．4 3．2B一4 2．4 2．6 2．5 4．0 3．7 3．5D一1 3．1 2．7 2．4 4．3 4．1 3．8D一2 3．7 2．9 2．6 4．1 4．5 3．8通過表4可以看出：各試驗組混凝土，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下混凝土抗折強度要高于自然養(yǎng)護環(huán)境下的混凝土的強度，雖然結(jié)果相差不大，但是規(guī)律是顯著的。因此，筆者認為干燥環(huán)境下粉煤灰混凝土的抗折強度有所降低。鄭州大學(xué)羅季英【40的研究認為粉煤灰摻量對粉煤灰混凝土的抗折強度影響較大。而本試驗的試驗結(jié)果顯示，粉煤灰摻量變化對于粉煤灰混凝土抗折強度影響并不明顯。為研究從養(yǎng)護室標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護后取出的試件在自然環(huán)境中短時問存放對于粉煤灰混凝土抗折強度的影響，對比同配合比粉煤灰混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護31d立即取出與標(biāo)養(yǎng)28d后干燥3d的混凝土試件測定抗折強度，試驗結(jié)果見表5。表5不同養(yǎng)護環(huán)境粉煤灰混凝土抗折強度 ／MPa由表5可以看出，短期在自然環(huán)境存放可能降低粉煤灰混凝土的抗折強度。3不同養(yǎng)護條件對粉煤灰混凝土早期收縮性能的影響本試驗采用非接觸法混凝土收縮變形測定儀，測定·29·萬方數(shù)據(jù)2015 No．5粉煤灰綜合利用FLY ASH COM田REHENSIVE UTⅡJZATION不同養(yǎng)護條件下無約束狀態(tài)混凝土早齡期的組收縮變形，研究自然養(yǎng)護環(huán)境對粉煤灰混凝土早期收縮性能的影響。試驗采用2種養(yǎng)護條件為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(養(yǎng)護條件I)、干燥的自然環(huán)境養(yǎng)護(養(yǎng)護條件Ⅲ)。各組混凝土的早期收縮值見表6。表6標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下粉煤灰混凝土早期收縮值 ／la,rn時間 A一1 A一2 B-2 B一4／Il 條件I條件Ⅲ條件I條件Ⅲ條件I條件Ⅲ條件I條件ⅢO 0 O 0 0 0 0 0 01 46 230 32 147 39 399 40 1982 98 230 38 150 149 464 112 2633 100 237 42 150 309 529 201 3064 100 237 60 150 389 594 284 3415 103 242 92 155 466 646 351 3716 104 242 108 160 528 676 386 4037 105 247 114 165 566 709 434 4068 110 247 114 165 597 724 449 4109 113 247 114 157 613 731 460 41210 110 242 120 157 637 731 466 42312 124 247 128 165 690 754 472 47114 130 247 132 162 715 757 483 49016 133 242 134 160 730 761 491 50320 139 242 134 160 737 750 500 51024 142 242 132 160 746 750 506 52028 142 260 134 180 753 750 508 52736 147 264 134 190 761 757 512 54044 168 260 144 201 768 790 514 54952 182 260 156 203 793 814 535 55360 205 256 173 206 815 836 566 56263 21l 264 185 208 815 849 581 56868 232 260 187 218 830 860 610 57272 255 260 191 239 839 865 635 575通過表6可以看出，在養(yǎng)護的前6h，干燥的自然養(yǎng)護環(huán)境下粉煤灰混凝土的收縮值更大，但24h后2種養(yǎng)護條件下的粉煤灰混凝土收縮趨于穩(wěn)定，3d的收縮值相差不多。在混凝土中較小的毛細孔失水會引起很大的毛細管張力，毛細管張力會較大程度引起混凝土的干縮[5]，但是澆筑后塑性階段的失水對于粉煤灰混凝土更應(yīng)當(dāng)被重視。自然養(yǎng)護環(huán)境下的粉煤灰混凝土的塑性階段早期收縮值更大。·30·4試驗結(jié)果分析養(yǎng)護對于混凝土強度的影響當(dāng)然非常重要，對于粉煤灰混凝土更是這樣，但是不能籠統(tǒng)地認為早期自然養(yǎng)護都會對粉煤灰混凝土強度有顯著影響。本文試驗季節(jié)溫度較高，濕度較大，養(yǎng)護條件的變化對粉煤灰混凝土強度雖然有所影響，但是并不顯著。而且進入六月中旬后，強度發(fā)展還比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護下更快。說明粉煤灰混凝土水化進程和速度受溫度和濕度影響，在溫濕度較高時，對養(yǎng)護的依賴并不高。當(dāng)然通過試驗結(jié)果我們還是認識到濕度對于粉煤灰混凝土抗折強度的影響可能更顯著。非接觸式收縮試驗結(jié)果表明，粉煤灰混凝土前幾個小時塑性階段收縮受到濕度影響較大，自然養(yǎng)護下收縮較大，說明粉煤灰混凝土更要注意及早濕養(yǎng)護，以防塑性階段開裂。5結(jié)論(1)自然養(yǎng)護環(huán)境中粉煤灰混凝土的抗壓強度有所降低，但幅度不大。對于50％的高摻量粉煤灰混凝土而言，自然養(yǎng)護環(huán)境對其抗壓強度影響較為明顯，強度下降幅度較大。(2)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下混凝土抗折強度要高于自然養(yǎng)護下的混凝土的強度。(3)溫濕度較高時，試塊取出養(yǎng)護室后在自然環(huán)境中短期放置，抗壓強度不會降低，反而會提高；但抗折強度一般會降低。相對于標(biāo)準(zhǔn)濕養(yǎng)護，自然養(yǎng)護對于粉煤灰混凝土澆筑后前幾小時的塑性階段收縮有影響，收縮較大。參考文獻[1]李紅輝．大摻量粉煤灰高性能混凝土研究[D]．北京建筑工程學(xué)院2008[2] 丁義海，粉煤灰混凝土強度增長特性研究[N]山西建筑．36卷第3期，2010年[3]徐江萍．混凝土基層材料強度與齡期關(guān)系[J]．長安大學(xué)學(xué)報，2004(10)：321—325[4]羅季英．高粉煤灰摻量對高性能混凝土強度和耐久性的影響[J]．中國建材科技，2001(4)：315-319．[5]劉志勇．不同溫濕度環(huán)境粉煤灰混凝土與基準(zhǔn)混凝土收縮性能實驗研究[N]．土木工程學(xué)報．第42卷，第5期

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