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        鐵尾礦砂混凝土與普通混凝土的彈性模量測定比較★

        2018-12-28 02:01:22許蕓蕓康洪震
        山西建筑 2018年36期
        關(guān)鍵詞:棱柱體鐵尾礦砂

        許蕓蕓 康洪震

        (唐山學(xué)院,河北 唐山 063000)

        利用鐵尾礦砂替代天然河砂,作為混凝土材料中的細(xì)骨料,既能解決混凝土緊缺的問題,又能達(dá)到合理利用鐵尾礦的目的。因此,對鐵尾礦砂混凝土的力學(xué)性能研究已成為當(dāng)務(wù)之急,其彈性模量的研究是必要之一。

        1 遷安鐵尾礦砂組成成分

        本文試驗(yàn)用鐵尾礦砂取自遷安市某鐵尾礦庫,經(jīng)試驗(yàn)得到的礦物組成主要為石英、長石,其化學(xué)成分以氧化硅、氧化鈣和氧化鐵為主。同時,經(jīng)檢測試驗(yàn)表明,選取的鐵尾礦砂對混凝土受力性能造成影響的雜質(zhì)未超出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。試驗(yàn)用遷安尾礦砂的物質(zhì)組成如表1,表2所示。

        表1 鐵尾礦砂礦物組成 %

        表2 鐵尾礦砂化學(xué)成分 %

        2 試件設(shè)計(jì)與制作

        試件設(shè)計(jì)的變化參數(shù)為混凝土強(qiáng)度等級C30,C40和C50三個等級,用于對比分析的普通混凝土強(qiáng)度等級取C40。每組制作6個150 mm×150 mm×300 mm的棱柱體試件。試件養(yǎng)護(hù)在混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行,養(yǎng)護(hù)條件為溫度在20 ℃±2 ℃,濕度為95%左右,養(yǎng)護(hù)時間為28 d。試件的制作在唐山學(xué)院結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室進(jìn)行。

        3 試件彈性模量測量試驗(yàn)與結(jié)果分析

        根據(jù)GB/T 50081—2002普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法,試件用于測定混凝土的彈性模量,另外3個用于測定試件的軸心抗壓強(qiáng)度,用于計(jì)算彈性模量試驗(yàn)時的控制加荷大小。

        本試驗(yàn)采用液壓式壓力試驗(yàn)機(jī)全貌如圖1所示進(jìn)行試驗(yàn)。

        通過試驗(yàn)得到試件的破壞過程,鐵尾礦砂混凝土和普通混凝土試件從加載到極限荷載90%之前,均未出現(xiàn)可見裂縫。當(dāng)荷載接近極限荷載的90%時,在試件的中部、底部出現(xiàn)豎向細(xì)小裂縫,部分試件出現(xiàn)細(xì)小的斜向裂縫。隨著荷載的繼續(xù)增加,裂縫開始延伸和擴(kuò)展,直到裂縫徑向貫通,最后試件出現(xiàn)劈裂破壞,如圖2所示,所有試件破壞此過程時間短促,均屬于脆性破壞。

        彈性模量的試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。表中WKS代表尾礦砂混凝土,PT代表普通混凝土。彈模比=Efc/Ec,其中,Ec為普通混凝土標(biāo)準(zhǔn)彈性模量。

        其中,混凝土試件受壓彈性模量值按下式計(jì)算:

        其中,Efc為棱柱體試件靜力受壓彈性模量,MPa;σ為棱柱體試件的軸心抗壓試驗(yàn)強(qiáng)度,MPa;ξ為棱柱體試件縱向應(yīng)變。

        根據(jù)表3中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和彈性模量的分析計(jì)算,可以得到鐵尾礦砂混凝土強(qiáng)度等級與其彈性模量值的變化規(guī)律,同時,也可得到普通混凝土彈性模量試驗(yàn)值的對比結(jié)果,如圖3,圖4所示。

        相同配合比的鐵尾礦砂混凝土和普通混凝土的彈性模量比較。

        4 結(jié)語

        1)鐵尾礦砂混凝土彈性模量隨強(qiáng)度等級增大而增大;2)強(qiáng)度等級相同時,鐵尾礦砂混凝土彈性模量略大于普通混凝土彈性模量。

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