粉煤灰摻量對混凝土抗凍性能影響初探

周博++李朋輝

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類活動范圍的擴大，結(jié)構(gòu)物超高大和復(fù)雜程度增加，混凝土已成為人們生活中必不可少的建筑材料。在我國東北的寒冷地區(qū)，大量的混凝土建筑物遭受了不同程度的凍融循環(huán)破壞，尤其建筑物處于水位變換處使用壽命一般在30年左右，有的甚至在施工過程中就遭受了大面積的凍融破壞。研究表明在混凝土中加入一定量粉煤灰能夠提高混凝土抵抗凍融循環(huán)破壞作用。為此有必要研究粉煤灰摻量對混凝土抗凍性能的影響以及凍融循環(huán)等惡劣環(huán)境對混凝土抗壓強度的影響。

關(guān)鍵詞：粉煤灰混凝土 硫酸鹽 凍融循環(huán) 抗壓強度

中圖分類號：TU52 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（c）-0058-01

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類活動范圍的擴大，結(jié)構(gòu)物超高大和復(fù)雜程度增加，混凝土已成為人們生活中必不可少的建筑材料。在我國大半的“三北”寒冷地區(qū)，混凝土凍融循環(huán)作用往往是導(dǎo)致混凝土耐久性降低的主要因素。

將粉煤灰按比例摻入混凝土中，可以節(jié)約大量的水泥和細骨料。同時，粉煤灰混凝土中的活性成分能通過其火山灰反應(yīng)減少了Ca（OH）2的含量，增強水泥石的密實性，減少了鈣礬石和石膏的生成，從組成和結(jié)構(gòu)上同時改善了混凝土的抗硫酸鹽侵蝕破壞及抗凍性能。

該文對不同粉煤灰摻量下混凝土抗凍性能進行了研究。

1 實驗材料及實驗方法

1.1 實驗材料

（1）水泥：海螺牌P.O42.5普通硅酸鹽水泥。

（2）粉煤灰：Ⅱ級粉煤灰，密度2.21g/cm3，細度為15.3%，燒失量為5.8%。

（3）天然石子：粒徑范圍5～20mm取自河灘上的級配良好天然石子。

（4）細骨料：人工破碎、篩選、清洗廢棄混凝土后得到的粒徑范圍在0.25～5mm，級配連續(xù)的骨料。

（5）淡水溶液：飲用水。

（6）硫酸鹽溶液：采用3%的硫酸鈉配置而成。

1.2 實驗方法

參照《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標準》（GB/T50081-2002）進行，測定粉煤灰取代率為0%、20%、40%、60%時，試件在淡水及硫酸鹽溶液中凍融循環(huán)下的強度值，試件配合比如表1所示。

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 實驗結(jié)果

抗壓強度在WAN-1000C型微機控制電液伺服萬能試驗機上完成，實驗過程有計算機自動采集，加荷速度0.5KN/s，實驗結(jié)果如表2所示

2.2 實驗分析

根據(jù)表2所示實測結(jié)果，可以看出當粉煤灰取代率為20%，凍融循環(huán)次數(shù)為0、15、30、45次時混凝土抗壓強度分別為37.4MPa、26.8MPa、17.6MPa和18.9MPa，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，混凝土的抗壓強度逐漸減少。在凍融初期，試件的抗壓強度從26.8MPa降至18.9MPa，混凝土的抗壓強度的下降速度變化變緩。當凍融循環(huán)次數(shù)為30，粉煤灰取代率為0%、20%、40%、60%時，混凝土抗壓強度分別為27.4MPa、21.6MPa、25.2MPa和22.6MPa，抗壓強度隨著粉煤灰摻量的增加先增大后減少。在粉煤灰摻量為20%時，混凝土的抗壓強度最高；即摻少量的粉煤灰對提高抗壓強度有利，但摻更多反而對強度不利。

混凝土試件在三種不同溶液中凍融后抗壓強度的實驗結(jié)果表明，粉煤灰摻量為20%時，混凝土試件在淡水中凍融0次、15次、30次、45次后的抗壓強度分別為37.4MPa、24.1MPa、17.8MPa、14.7MPa；硫酸鹽溶液中凍融后的抗壓強度為別為37.4MPa、 26.8MPa、18.9MPa、17.6MPa。由此可以得出混凝土試件凍融后抗壓強度淡水中大于硫酸鹽中，硫酸鹽溶液中凍融后的抗壓強度變化更大。從30次凍融循環(huán)到45次的循環(huán)過程中，淡水的強度損失率22.2%，硫酸鹽中的強度損失率6.9%，表明淡水抗壓強度損失率最大。

3 結(jié)語

（1）凍融對粉煤灰混凝土抗壓強度有一定影響，在凍融循環(huán)次數(shù)相同的情況下，隨著粉煤灰取代水泥率的增加，混凝土試件強度會先增大后減小，粉煤灰摻量20%左右時，混凝土試件抗壓強度最高。

（2）在粉煤灰摻量相同的情況下，隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加，粉煤灰混凝土的抗壓強度逐漸降低。抗壓強度的降低程度在硫酸鹽中較大，淡水中較小。

參考文獻

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