大摻量粉煤灰自愈合混凝土強度影響因素分析

韓憲偉 齊 檸 戰(zhàn)美秋 李 梅 韓立彬 李冬陽

（1吉林建筑大學，土木工程學院， 吉林 長春 130118；2長春工程學院，建筑與設計學院， 吉林 長春 130021）

1 試驗研究

1.1 試驗原材料

水泥：32.5#普通硅酸鹽水泥，由吉林亞泰水泥有限公司生產；聚羧酸高效減水劑由上海欽和化工有限公司生產；乳酸鈣由長春泰仁生物科技有限公司生產，摻量占膠凝材料（水泥+粉煤灰）總重的0.5-3.5%；一級粉煤灰粉煤灰10%-40%超量取代水泥，產地河南鄭州，具體化學指標如表1所示；中砂，顆粒徑范圍5～20mm；玄武巖短切纖維摻量為0.2%，長度10mm-25mm，吉林省玖鑫玄武巖有限公司生產，基本物理性能指標如表2所示。

表1 粉煤灰的化學成分

表2 玄武巖纖維的物理性能

1.2 試驗方案

混凝土基本配合比：石子1222kg，砂子 615kg，水泥378kg由前期試驗數(shù)據(jù)確定。進行四因素四水平正交實驗，每組試驗試塊數(shù)量12組，其中一級粉煤灰10-40%超量取代水泥；玄武巖纖維長度變化10-25mm，質量摻量0.2%不變；膨脹珍珠巖經(jīng)封閉處理后，8%-32%等體積替代砂子；乳酸鈣摻量摻量占膠凝材料（水泥+粉煤灰）0.5-3.5%；減水劑摻量占膠凝材料（粉煤灰+水泥）0.3%，水用量根據(jù)塌落度調整，實際用量為0.98～1.11kg。根據(jù)《混凝土強度檢驗評定標準》（GB50107-2010）進行混凝土強度試驗。試驗結果分析如下圖所示：

玄武巖纖維長度變化范圍10mm-25mm，隨著纖維長度的增加，混凝土的強度先下降后上升，說明纖維長度較大的玄武巖纖維增強作用較強，同時能夠在裂縫界面處起到的交聯(lián)作用；一級粉煤灰超量取代水泥后28d混凝土強度有所降低，主要是由于粉煤灰的早期活性較水泥低，粉煤灰40%超量取代水泥時強度下降達40%，粉煤灰超量取代水泥56d強度及更長齡期強度影響分析還在進行中；膨脹珍珠巖表面涂覆了偏高嶺土與硅酸鈉水溶液1:1混合溶液，待表面凝結凈化后，等體積8%-32%取代砂子，混凝土強度整體呈下降趨勢，32%最大摻量時混凝土強度下降18%；乳酸鈣摻量的增加，混凝土強度先有所上高后呈降低趨勢，總體變化不明顯。粉煤灰超量取代水泥、玄武巖纖維摻入及涂覆珍珠巖對混凝土的自愈合性及抗硫酸鹽腐蝕性的影響還需進一步研究。

2 結論

（1）玄武巖纖維摻量占總重0.2%不變時，25mm的玄武巖纖維的對混凝土抗壓強度增強作用明顯。

（2）乳酸鈣摻量在0.5%-3.5%變化時，混凝土強度先有所上高后呈降低趨勢，總體變化不明顯。

（3）粉煤灰超量取代水泥，28d混凝土強度下降較明顯。

（4）涂覆后的膨脹珍珠巖作為修復劑載體，并等體積取代砂子的方案基本可行。