低掺量粉煤灰对水泥混凝土耐久性能的影响.pdf

H 现代公路 IG H W A Y 低掺量粉煤灰对水泥混凝土耐久性能的 影响 粉 煤 灰 虽 是 发 电 厂 生 产 的 废 弃 物 但 是 如 果 在 水 泥 混 凝 土 路 面 中 掺 入适量的粉煤灰 不仅具有优化资源配 置 提高 经济效益和 改善 环保等特 点 还可以改善混凝土的和易性 降低混凝 土早期的水化温升 以及二次水化 又 可以改善混凝土的 内部界面结构 但由 于对掺入粉煤灰后混凝 土的渗透 抗冻 等性能的担心 工程中至今仍不愿意大 量使 用粉煤灰 因此 研究粉煤灰对水 泥混凝土耐久性能影响具 有积极 的实际 意 义 水泥混凝土的配合 匕 本 文试验 中采 用的 强度等 级 为设 计 抗折 强度 5 OMP a 所 用水灰 比为 W C O 42 加入 减水剂 引气剂 并 选 取 了三种 粉煤 灰掺 加方 式 具 体 配 合 比参 数及粉 煤 灰掺 加方式 分 别见 表 1和 表 2 表 1 基 准 混 凝 土 的 配 合 比 掺 加 粉 煤灰 的 混 凝 土 力 学性 能及其分析 由于粉煤灰 的水 化 比水泥要晚 一般 认 为在 6 0 d以后或者 更长的时间 粉煤灰 才开始 明显发挥效应 因此 为了能够充分 体现粉 煤灰强度的发 生过程 及其 对混凝土 性 能的改善 本次试 文 孙伯文 验制备 了3 d 2 8 d 6 0 d和9 0 d四个龄期 的试件 用以测试混凝土的各项性能 掺 加粉煤灰的混凝 土普通力学性能试验结 果见表 3和图 l 图2 由图 1 图2 可知 与基准混凝土F 1 相 比 F 2与 F 3 组混凝土在 6 0 d 以前抗压强度发展过程 始终低于 F 1 直至 9 0 d时 配合 比 水泥 水 砂 子 5 1 O mm 1 0 2 0 mm k g m k g m k g m k g m k g m 基准 混凝土 F 1 3 5 7 1 4 0 6 8 3 8 3 4 4 6 5 表 2 粉 煤灰掺 加方式 编号 减水剂 粉煤灰掺加方式 W C 含气量 掺量 F1 1 0 0 0 4 2 2 1 F 2 等量取 代水 泥 1 0 1 9 F 3 超量取代水泥 1 0 超量系数 1 3 1 9 F 4 1 3 超量取代水泥 1 0 超量系数 1 3 0 3 8 2 0 表 3掺粉煤 灰后混 凝土强 度的变化 编号 抗压强度 MP a 抗折强度 MP a 3 d 2 8 d 6 0d 9 0 d 3 d 2 8 d 6 0 d 9 0 d F 1 33 7 6 3 0 6 7 4 7 0 0 3 6 5 6 5 8 5 9 F 2 2 9 3 5 8 3 6 5 1 7 0 1 2 9 5 2 5 7 6 0 F 3 3 0 7 61 3 6 6 8 7 2 8 3 1 5 2 5 9 6 1 F 4 3 5 8 6 5 8 71 9 7 6 4 3 6 5 8 5 9 6 3 F 2才赶上 F 1 F 3抗压 强度此时已超过 F1 而 F 4 组混凝土抗压强度发展始终高 于 F l 抗折 强度方面 与基准混凝土 F 1 相 比 F 2 与 F 3 组的混凝土抗折 强度在6 0 d 图2 抗折强度与养护龄期的关系 维普资讯 图 3 氯离 子的扩散 系数与养 护龄期 的关系 混凝土路面 中掺入粉煤灰后 其氯离子扩散系数的变化 从 图 3中可以看出 在 2 8 d所有掺 入粉 煤灰 的混凝 土 他们 的渗透性都比基准 混凝土要大 即F 4组强度高 于基准混凝土F 1 F 2 在6 0 d 内的渗 透性均小于 F 3 只在 图 4 掺加 粉煤灰 的混凝土剥 蚀量与 养护龄期 的关 系 9 0 d时高于 F 3 在后期 9 0 d 所有掺粉煤灰 的混凝 土渗透性已经小于 F 1 其 中 F 2和 F 4在 6 0 d时已经 低于 F 1 可见 在混凝 土 中掺入粉煤灰后 混凝 土 的渗 透 性 在 早 期 明显 增 大 即使在强度高于基准 表 4掺 加 粉 煤 灰 后 混 凝 土 氯 离 子 C1 的 扩 散 系 数 的 变 化 编号 氯离子 CI 一 的扩散系数 1 0 e C n s 3 d l 2 8 d 6 0 d 9 0 d F 1 4 5 5 l 2 1 2 1 3 0 1 2 9 F 2 5 2 3 2 5 4 1 2 2 1 2 4 F 3 6 5 3 i 2 85 1 4 3 1 1 3 F 4 4 8 8 2 40 1 0 9 0 8 8 表 5掺 加 粉 煤 灰 的 混 凝 土 剥 蚀 量 编号 剥蚀 量 g m 3 d 2 8 d 6 0 d 9 0 d F1 2 2 6 6 1 3 4 5 8 1 8 6 4 8 F 2 31 7 4 1 6 5 5 5 0 8 3 1 2 F 3 4 21 8 2 0 9 9 6 5 5 3 5 4 F 4 2 0 7 6 9 6 5 1 5 6 6 0 时 已赶上或超过 F 1 抗折强度增长快 于抗压强度的增长 可见 粉煤灰的界面 改善效 果在提高抗折强度方面发挥了显 著的作用 F 4组混凝土抗折强度始终高 于 F l 掺加粉煤灰的混凝土抗渗透 性能及其分析 混凝土的渗透性对混凝土的耐 久性 起着重要 的作用 因为渗透性控制 着水 分渗入的速率 同时也 控制着渗透过程 中受热或冰冻时水的移动 水泥混凝土 路面在冬季可 能受到冻融 循环 的破 坏 因此 测定水泥混凝土路面的渗透性具 有积极的意义 表4 和 图3 显示 了在水泥 混凝土的情况下 渗透 性 随着粉 煤灰 掺量 的 增大 而增 大 但在 后 期 随 着粉煤 灰 的水 化 其渗透 性已经低于 基准混凝 土 掺加粉煤灰的混凝 土抗冻性 能及其分析 在 上面 的试验 中 也对四个龄期 的 抗盐冻剥蚀性作了试验研究 结果见表5 和 图 4 从 图 4中 可 以看 出 基 准 混 凝 土 F 1 随 着龄 期的延长剥 落量逐渐减小 F 2 和 F 3组在 3 d时剥 落量远大于 F 1 在 2 8 d 时仍 然 大 于 F 1 但幅度已经减 小 在 6 0 d时开始 小于F 1 F 3 的剥落 量始终大于 F 2 但 其在整个龄 期下降 的幅度也 大于 F 2 在 9 0 d 时 已接 近 F2 可以推测 随 着 龄 期 的 持 续 延 长 F 3的剥落量会减小 但是并不小于 F2 F 4则始终表现出了低的剥落量 在试验 中观察到 只有在表面砂浆 层剥落后 才开始有大面积 的掉渣 混凝 土质量损失此 时才 比较严重 在 2 8 d时 F 4 组 的氯离子扩散 系数还是大于 F 1 的 但剥落量始终小于 F 1 因此可能是由于 F 4 组的强度稍高于 F 1 而推迟 了剥落时 间 冻融次数 所造成的 随着冻融次数的 增大 F 4组的剥落量也可能会表现出与 氯离子扩散 系数相同的规律 结束语 本文试验主要研究 了粉煤灰对水泥 混凝土路面耐久性能的影 响 通过分析 得 出了以下结论 粉煤灰加入混凝土后其 作用大约 在 6 0 d以后才能充分发挥 此时混凝土 的抗压 抗拉强度均优于基准混凝土 采 用粉煤灰超量取代法的混凝土 强度要高于等量取代法的混凝土的强度 但