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粉煤灰对高性能混凝土抗压强度影响的试验研究

2016-08-23黄洪亮李艳芳

河北建筑工程学院学报 2016年2期
关键词:洪亮工程学院减水剂

黄洪亮 李艳芳 赵 飞

(河北建筑工程学院,河北 张家口 075000)



粉煤灰对高性能混凝土抗压强度影响的试验研究

黄洪亮李艳芳赵飞

(河北建筑工程学院,河北 张家口 075000)

在选用两种减水剂、并分别固定其掺量的前提下,调整粉煤灰掺量设计10组配比,开展所研究的混凝土配比设计工作,并完成试验研究,在对所测得的实验数据进行整理和分析后,得出在两种减水剂各自定量时粉煤灰对高性能混凝土抗压强度的影响关系.

粉煤灰;高性能混凝土;抗压强度;试验研究

0 引 言

大家知道,其实高性能砼就是指仍然利用常规化的原料和生产工艺所得到的,在保证砼结构所应有的基本力学参数的前提条件下,同时拥有耐久性高、工作性高和体积稳定性高的砼[1].建筑工程界所普遍认可的性能相对全面的砼即是指高性能混凝土,目前已在很多重要的实际工程中得到了应用和推广,尤其是在国家国防建设、高铁高速道路、民用普通建筑及海港码头建设等方面取得了较好的应用效果和推广价值.

1 主要原料及试验设备

1.1主要原料

在这次研究粉煤灰对高性能砼抗压强度影响的过程中,我们所用到的部分主要试验原料及其基本情况参数,可参见下面的表1所示.

表1 部分主要原料

1.2试验设备

在粉煤灰对高性能砼抗压强度影响的研究过程中,我们进行相关实验所涉及到的部分主要试验仪器设备可见下表2所示.

表2 试验仪器设备

2 试验研究

2.1研究方案

我们课题组在经过认真考虑高性能砼基本性能要求的前提条件上,综合分析高性能砼的客观需求以及张家口当地主要实验原料资源的现实状况,而后制定了本次试验研究的基本方案,即首先,通过试配试验确定两种减水剂(即CON-80与KS-2)的掺量均为高性能砼胶凝材料总质量的2.0%;然后,再结合张家口地区当地原料资源的实际情况,选定粉煤灰并设定其掺量为胶凝材料总质量的0%、15%、20%、25%以及30%五种掺配比例,共组成10组配比开展本课题的试验研究工作[2].

2.2实验数据

本次试验研究过程中,我们课题组所设计的掺加粉煤灰的高性能砼的配合比清单见下表3、利用压力试验机所测得的高性能砼试件的抗压强度的实测试验数据见下表4所示.

表3 高性能混凝土的配合比(10 L)

注:表格中相关符号的含义解说如下:

C40——为高性能砼的强度等级设计值,即40MPa;

J——为高性能减水剂,即规格型号为CON-80的减水剂;

N——为高效减水剂,即规格型号为KS-2的减水剂;

2.0——为减水剂掺量,即为胶凝材料总质量的2.0%;

F——为掺合料粉煤灰;

00、15、20、25以及30——为粉煤灰掺量,即替代了00%、15%、20%、25%以及30%的水泥.

表4 高性能混凝土抗压强度测定结果

3 数据分析

由前面表4中高性能砼试件抗压强度的实测数据,分别作出选用CON-80与KS-2两种减水剂且固定其掺量时,不同粉煤灰掺量的高性能砼试件的3 d和28 d抗压强度对比图,如图1、图2所示.

由图1分析可知:在选用两种减水剂并固定其用量的前提条件下,高性能混凝土试件的3 d抗压强度呈现出基本一致的发展规律,即随着粉煤灰掺量的增加,高性能混凝土试件的3 d抗压强度一直降低,并且当粉煤灰掺量相同时用N(高效减水剂KS-2)配制的高性能混凝土3 d抗压强度都比用J(高性能减水剂CON-80)配制的要大.由图2分析可知:在选用两种减水剂并固定其用量的前提条件下,高性能混凝土试件的28 d抗压强度也呈现出基本一致的发展规律,即随着粉煤灰掺量的增加,高性能混凝土试件的28 d抗压强度起初略有降低而后趋于平稳,并且当粉煤灰掺量相同时用N(高效减水剂KS-2)配制的高性能混凝土28 d抗压强度也基本都比用J(高性能减水剂CON-80)配制的要大.综上说述,在本试验研究的掺量范围内,粉煤灰的掺入会导致高性能混凝土试件早期抗压强度明显降低,而对后期强度则影响不大.

图1 高性能混凝土试件3 d抗压强度     图2 高性能混凝土试件28 d抗压强度

分析上述现象:由于粉煤灰的水化反应速度明显小于水泥熟料,在高性能混凝土的凝结硬化初期,粉煤灰只能起到填充作用,而对高性能混凝土试件的抗压强度的提高几乎没有帮助,故掺加粉煤灰后高性能混凝土的早期抗压强度就较低,并且粉煤灰掺量越高早期抗压强度就越低.同时,粉煤灰是具有一定活性的掺合料,随着高性能砼试件养护龄期的提高,试件中的粉煤灰颗粒表面的水化产物也就慢慢增多,它们相互交叉连接,在一定程度上又可有效改善掺粉煤灰的高性能混凝土的后期抗压强度[3].

4 结论和展望

在本次试验研究的掺量范围内,随着粉煤灰掺量的增加,高性能混凝土试件的早期抗压强度虽然有所降低,但是后期抗压强度都能满足设计强度要求;对于高性能混凝土中粉煤灰的掺量范围,今后若能继续研究本课题则可以适当提高粉煤灰掺量以继续研究.

[1]CECS 207-2006,高性能混凝土应用技术规程[S]

[2]黄洪亮,李艳芳,张会芳等.KS-2定量时粉煤灰对高性能混凝土工作性影响的试验研究[J].河北建筑工程学院学报,2014,32(4):1~3

[3]李艳芳,黄洪亮.粉煤灰对双液注浆材料性能影响的试验研究[J].河北建筑工程学院学报,2014,32(4):4~7

Experimental Study on Effect of Fly Ash on Compressive Strength of High Performance Concrete

HUANG Hong-liang,LI Yan-fang,ZHAO Fei

(Hebei University of Architecture,Zhangjiakou 075000,China)

Mixed design and experimental study of high performance concrete were discussed under the condition of the constant volume of 2 kinds of water reducer and adjustment of the volume of fly ash to design 10 groups of proportion.The relationship of the effect of fly ash on the compressive strength by 2 kinds of water reducer ration of high performance concrete was obtained through the collation and analysis of experimental data.

fly ash;high performance concrete;compressive strength;experimental study

2015-12-25

河北省科技厅科技计划项目(15214904);河北建筑工程学院青年基金项目(Q-201321)

黄洪亮(1982-),男,硕士,讲师,主要从事建筑材料与复合材料等方面的科学研究.

TU 5

A

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