粉煤灰高強混凝土蠕變特性試驗研究

倪兵兵

摘要： 隨著混凝土技術和建筑業發展的需求，高強混凝土得到越來越廣泛的應用。高強混凝土的制備通常以降低水膠比或摻入外加劑、礦物摻合料等方式獲取，使得其內部結構與普通混凝土不同。然而，粉煤灰作為礦物摻合料在高強混凝土的發展過程中越來越起著重要的作用。在試驗室條件下，本文主要研究粉煤灰在高強度混凝土中的蠕變特性及作用機理，最后對于粉煤灰在高度混凝土中的應用前景進行了總結。

Abstract： With the development of concrete technology and the need of construction， high strength concrete has been more and more widely used in recent years. The preparation of high strength concrete is usually to reduce the ratio of water to cement or admixture， mineral admixture and other ways to obtain that make its internal structure and ordinary concrete different. However， fly ash that is used to mineral admixture is more and more important role in the development of high strength concrete. Under laboratory conditions， this paper mainly studies the creep characteristics and mechanism of fly ash in high strength concrete. To the end， we summarize the application prospect of fly ash in the high concrete.

關鍵詞： 粉煤灰；高強度混凝土；蠕變特性

Key words： fly ash；high strength concrete；creep property

中圖分類號：TU528.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）09-0110-02

0 引言

隨著社會的發展，在注重發展經濟的同時，更要保護環境。保護環境與發展經濟成為全球最為關注的問題之一，做到不損害資源、環境的可持續發展，是全人類共同選擇和追求的目標。粉煤灰，也稱灰飛，粉煤灰是從發電廠煤粉爐排出的煙氣中收集到的細顆粒粉末。隨著科技的進步，人類改造世界的步伐加快，人類消耗的自然資源也越來越多，而由燃煤電廠所產生的固體廢棄物之一 ——粉煤灰，已成為地球上排放量最多的工業固體廢料。人們通常利用粉煤灰的一些物理和化學特性，將粉煤灰作為礦物摻合料摻入到高強混凝土中，在早期可改善混凝土的泵送性能并降低其水化熱，在后期又可增強結構的耐久性。粉煤灰在高強混凝土結構如橋梁工程中的應用極為普遍，可以實現變廢為寶，有利于環境保護。因此，粉煤灰在高強度混凝土中的應用，已經成為當前建筑領域研究的熱點課題之一。但目前國內外對作為結構混凝土摻合料的粉煤灰的摻量有一定限制，只有很小一部分品質優良的粉煤灰才被允許用于混凝土結構工程。

1 實驗

試驗原材料 本文試驗采用150mm×150mm×300mm的C40混凝土棱柱體試件，原材料物理性質見表1混凝土的水膠比為0.35，所采用的粉煤灰為Ⅱ級，粉煤灰摻量分別為0%，15%，30%，45%，混凝土配合比見表2。配置過程中加入聚羧酸高效減水劑，以控制粉煤灰高強混凝土試件的坍落度在（500±20）mm，在實驗室條件下進行粉煤灰高強混凝土蠕變特性不同加載齡期的試驗研究。

2 實驗模型

2.1 廣義開爾文體模型 為了研究恒定荷載作用下的粉煤灰高強混凝土的蠕變特性，本文采用了廣義的開爾文體模型如圖1。

①本構方程。

3 實驗結果分析

通過混凝土棱柱體試件150mm×150mm×300mm所測得的實驗數據見圖5，由于粉煤灰的摻入，粉煤灰高強混凝土的蠕變特性與未摻入粉煤灰的高強混凝土的蠕變特性有明顯的變化。通過表3和圖3可以看出，在早齡期起到的抑制作用更加明顯；在隨著粉煤灰摻量達到一定時，粉煤灰對高強混凝土的蠕變特性作用不再明顯。

從圖4可以看出，在僅考慮環境影響因素腐蝕作用下，利用廣義開爾文體腐蝕作用下的粉煤灰高強混凝土蠕變特性模型進行試驗所得出的數據。在腐蝕環境相同下，粉煤灰高強混凝土的蠕變特性較未摻入粉煤灰的高強混凝土有更好的耐腐蝕性。該模型表明了在腐蝕作用下，粉煤灰高強混凝土的蠕變特性受到了較大的影響，腐蝕隨著時間的增加而增加，最終可導致整個結構的破壞。

4 結論

①本文通過建立廣義開爾文體腐蝕作用下的粉煤灰高強混凝土蠕變特性模型，能更好的描述粉煤灰高強混凝土的蠕變特性隨時間變化而變化。由于蠕變是一個長時間的過程且受到很多的影響，該模型只考慮了環境影響因素中的腐蝕作用，其他的如凍融因素等并沒有完全考慮。因此，為了更好的研究粉煤灰高強混凝土的蠕變特性，未來還需要進行更深入的試驗研究。②粉煤灰高強混凝土有很好的耐腐蝕性，由于二次水化作用，混凝土的密實度提高，界面結構得到改善，同時由于二次反應使得易受腐蝕的氫氧化鈣數量降低，因此摻加粉煤灰后可提高混凝土的抗滲性和抗硫酸鹽腐蝕性和抗鎂鹽腐蝕性等。同時由于粉煤灰比表面積巨大，吸附能力強，因而粉煤灰顆粒可以吸咐水泥中的堿，并與堿發生反應而消耗其數量。游離堿的數量的減少可以抑制或減少堿集料反應。③高強混凝土的蠕變變形減小，粉煤灰高強混凝土的蠕變低于普通混凝土。粉煤灰的減水效應使得粉煤灰混凝土的干縮及早期塑性干裂與普通混凝土基本一致或略低。④摻有粉煤灰的高強混凝土成本得到了降低，摻加粉煤灰在等強度等級的條件下，可以減少水泥用量約10%～15%，因而可降低混凝土的成本。同時將國內粉煤灰資源得到了很好地利用，具有可行性。

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