成勝權(quán)，王 琛，丁 琳

（1.黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院，哈爾濱150080；2.呼倫貝爾市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾021008；3.黑龍江大學(xué)建筑工程學(xué)院，哈爾濱150080）

0 引 言

在飽和粉煤灰混凝土中，因有水存在，粉煤灰可以與混凝土中物質(zhì)進(jìn)行二次反應(yīng)，生成難溶的水化硅酸鈣凝膠［1－3］，不僅降低了溶出的可能，也填充了混凝土內(nèi)部孔隙，對(duì)混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性都有提高作用［3－5］。水在混凝土力學(xué)性能的各個(gè)階段都發(fā)揮著重要作用［6］，在施工配合比階段，水灰比的含量﹑砂石的含水率、骨料濕度等影響著混凝土強(qiáng)度的產(chǎn)生［7］，在其他條件一定的情況下，水灰比中水的含量增加，混凝土強(qiáng)度就降低［8］。在養(yǎng)護(hù)階段，混凝土強(qiáng)度的產(chǎn)生必須有水的參與，在水化作用下，混凝土開(kāi)始發(fā)育，強(qiáng)度值不斷提高［9］，水的缺少將過(guò)早結(jié)束水化熱過(guò)程，嚴(yán)重影響后期強(qiáng)度的提高［10］，所以標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件要求濕度＞90%。在實(shí)際使用中，由于水分子的參與，混凝土中內(nèi)部鋼筋過(guò)早銹蝕，影響混凝土可靠性；混凝土耐久性也受到水分子參與的影響［10－11］?？梢?jiàn)研究混凝土中含水率與強(qiáng)度的變化是很有必要的，不僅有利于提高粉煤灰的利用率，也能對(duì)提高混凝土強(qiáng)度，生產(chǎn)更高性能的混凝土有一定的參考意義［12］。

雖然大量摻入粉煤灰能很好地改善和提高混凝土的性能，但由于粉煤灰在混凝土中早期活性低，水化反應(yīng)開(kāi)始時(shí)間晚［13］，造成混凝土早期強(qiáng)度偏低，不能滿足工程進(jìn)度要求，而施工現(xiàn)場(chǎng)又不能很好地滿足混凝土的養(yǎng)護(hù)要求，影響了其在實(shí)際工程中的廣泛應(yīng)用［14］。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)原材料及其性能

1）水泥：水泥為天鵝牌42.5普通硅酸鹽水泥，其物理力學(xué)性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 水泥的物理力學(xué)性能指標(biāo)Table 1 Physical and mechanical properties of cement

2）粉煤灰：粉煤灰為黑龍江火電公司研磨一級(jí)，粉煤灰的化學(xué)成分見(jiàn)表2。

表2 粉煤灰的化學(xué)成分Table 2 Chemical components of fly ash %

3）細(xì)骨料：選用的細(xì)骨料為天然河砂，其物理力學(xué)性能見(jiàn)表3。砂料試驗(yàn)結(jié)果表明，砂的細(xì)度模數(shù)是2.79，屬中砂。含泥量為2.5%，滿足高性能膠結(jié)材料和用砂的有關(guān)規(guī)范要求。

表3 砂試驗(yàn)結(jié)果表Table 3 Test results of sand

4）粗骨料：新鮮的石灰?guī)r碎石；減水劑：黑龍江省低溫建筑材料研究院生產(chǎn)的WND減水劑；水：自來(lái)水。

1.2 試驗(yàn)試樣配合比

試樣1，A組：水膠比取0.30，膠體材料中粉煤灰50%，減水劑2%。

試樣2，B組：水膠比取0.30，膠體材料中粉煤灰70%，減水劑2%。

1.3 試件回彈檢測(cè)、早期強(qiáng)度及含水率試驗(yàn)

1）應(yīng)用數(shù)字回彈儀進(jìn)行了回彈測(cè)定試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4 試件回彈值Table 4 Specimen rebound value

續(xù)表4Continoues table 4

2）混凝土單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。按下式計(jì)算混凝土立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cc（計(jì)算精確至0.01MPa）：

式中P為破壞荷載，N；A為試件面積，mm2（本試件為標(biāo)準(zhǔn)立方體試件，尺寸為150mm×150mm ×150mm，即受壓面積A＝150×150mm2）。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄18塊試件破壞荷載P，按上式計(jì)算fcc，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 試件抗壓強(qiáng)度Table 5 Specimen compressive strength

3）混凝土含水率測(cè)定。為了探討大摻量粉煤灰混凝土早期強(qiáng)度與其含水率的關(guān)系，研究3、7、14d的單軸抗壓強(qiáng)度與含水率之間的內(nèi)在規(guī)律，所有試樣完成抗壓強(qiáng)度測(cè)試后，立即取樣進(jìn)行含水率測(cè)定，測(cè)定的數(shù)據(jù)見(jiàn)表6。

表6 混凝土含水率Table 6 Concrete water content

2 數(shù)據(jù)分析與結(jié)果討論

2.1 早期強(qiáng)度與含水率的關(guān)系

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，A組（試件1，粉煤灰50%）、B組 （試件2，粉煤灰70%）早期強(qiáng)度與含水率的關(guān)系，見(jiàn)圖1、圖2。

2.2 數(shù)據(jù)分析及混凝土回彈值、抗壓強(qiáng)度（MPa），含水率三者之間的關(guān)系

對(duì)比圖1﹑圖2回彈值、抗壓強(qiáng)度（MPa），含水率三者之間的變化規(guī)律，飽和大摻量粉煤灰混凝土試件早期強(qiáng)度都隨含水率的降低而升高。3、7 d兩組試件抗壓強(qiáng)度和回彈值明顯增加，含水率下降也明顯。7、14d試件抗壓強(qiáng)度大幅增加，回彈值也不斷增加，兩組試件含水率也都在下降。A組試件 （粉煤灰含量50%）含水率下降幅度依然很大，而B(niǎo)組試件 （粉煤灰含量70%）含水率下降幅度不是很大。試驗(yàn)結(jié)果表明大摻量粉煤灰30%混凝土的早期強(qiáng)度3，7，14d分別增加47%，37%，45%而粉煤灰摻量70%的混凝土的早期強(qiáng)度3，7，14d分別增加74%，24%，70%；粉煤灰混凝土3，7，14d早期強(qiáng)度分別為50%粉煤灰混凝土強(qiáng)度的43%、51%、48%。

就總體而言，飽和大摻量粉煤灰混凝土試件早期強(qiáng)度都隨含水率的降低而升高，由于影響混凝土強(qiáng)度的因素不止含水率一個(gè)，而且對(duì)于飽和養(yǎng)護(hù)的混凝土含水率對(duì)于后期強(qiáng)度的影響不是主要因素，可預(yù)測(cè)兩組試件的含水率值最終都會(huì)在一個(gè)數(shù)值附近波動(dòng)，變化將不再明顯，而試件的強(qiáng)度將提升至最大而不再增加。

由圖1、圖2可見(jiàn)，混凝土試件中粉煤灰的摻量越大，混凝土早期強(qiáng)度越低，正如本文引言中提到，大摻量粉煤灰混凝土早期強(qiáng)度低，影響了粉煤灰混凝土在工程中的應(yīng)用，但粉煤灰的摻量對(duì)混凝土早期含水率無(wú)太大影響。

3 結(jié) 論

本文揭示了含水率與飽和養(yǎng)護(hù)的大摻量粉煤灰混凝土早期強(qiáng)度的關(guān)系，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理分析，含水率對(duì)無(wú)損檢測(cè)回彈值和立方體軸心抗壓強(qiáng)度的影響，粉煤灰摻入量越大，混凝土早期強(qiáng)度和含水率越低；水飽和養(yǎng)護(hù)條件下混凝土試件早期強(qiáng)度隨著含水率的降低而升高，粉煤灰摻入量增大，這一變化逐漸變?nèi)酢?/p>

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