不同掺和料对混凝土性能的影响

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发布时间：2021-09-06

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不同掺和料对混凝土性能的影响
李杰，杜应吉，韩苏建，李萍
(西北农林科技大学水利与建筑学院，陕西杨凌712100)
摘要：通过在混凝土中单掺和混掺黏土、膨润土、粉煤灰、橡胶粉等量替换基准混凝土中的水泥，然后进行密度、抗压强
度、抗拉强度及弹性模量的对比试验，探讨了混凝土性能随掺和料变化的规律。试验结果表明：混凝土的密度、抗压强
度、抗拉强度及弹性模量都随掺和料掺量的增加而有所降低，且不同掺和料对其影响程度也有所不同，其中橡胶粉部分
取代黏土掺入混凝土中对降低混凝土弹性模量较为显著。
关键词：粉煤灰；橡胶粉；黏土；膨润土；弹性模量；混凝土性能
中图分类号：TV42 文献标识码：A doi：10．3969／j．issn．1000—1379．2010．03．061 ‘
1 试验方案
水泥选用32．5R普通硅酸盐水泥；细骨料采用中砂，粗骨
料采用规格为5—31．5 iTlm的卵石；掺和料包括粉煤灰、橡胶
粉、黏土、膨润土；外加剂采用KDNOF一1高效减水剂；水为实
验室自来水。水胶比为0．50，砂率为40％，扩散度为30～35
cm。基准混凝土配合比：水泥、水、砂料、石料、减水剂分别为
300、150、772、1 159、3 kg。
4种掺和料按黏土、膨润土、粉煤灰、橡胶粉+黏土试验，分
别按t0％、20％、30％等量替换基准混凝土中的水泥，除外加剂
外其余各组分保持不变，外加剂用量则根据和易性要求通过试
拌确定。
2 试验结果分析
2．1 对密度的影响
相对于基准混凝土，试验中4种掺和料方案都会使混凝土
拌和物的密度减小，且不同掺和料引起的密度变化幅度并不相
同。掺加橡胶粉后拌和物密度减小相比于其他和料更大，当
掺和料掺量为30％时，掺黏土、膨润土、粉煤灰、橡胶粉+黏土
的混凝土密度相对于基准混凝土密度分别减小了11．5％、
1 1．O％、8．1％、21．4％，即采用橡胶粉部分取代黏土可有效降
低混凝土密度。其原因有两个：一是橡胶粉密度小于其他3种
掺和料密度；二是橡胶粉颗粒表面的粗糙性和非极性使橡胶粉
具有一定的引气作用，掺入后会使混凝土含气量增加。
2．2 对抗压强度的影响
混凝土抗压强度随掺和料掺量的增加而减小，且掺和料种
类不同减小的幅度也不同。当掺和料掺量为30％时，掺黏土、
膨润土、粉煤灰、橡胶粉+黏土的混凝土抗压强度相对于基准
混凝土抗压强度分别减小了43．3％、60．6％、30．1％、62．1％，
即减小幅度由小到大依次是粉煤灰混凝土、黏土?昆凝土、膨润
· 】32 ·
土混凝土、橡胶粉混凝土。掺和料采用橡胶粉取代50％黏土会
导致单一掺黏土的混凝土抗压强度降低43．4％。可见，橡胶粉
的掺入使混凝土的抗压强度显著降低。
2．3 对抗拉强度的影响
混凝土抗拉强度随4种掺和料掺量的增加而下降，其中掺
加橡胶粉的混凝土抗拉强度下降最为明显，而掺加粉煤灰的混
凝土抗拉强度下降则相对较小。当掺和料掺量为30％时，掺黏
土、膨润土、粉煤灰、橡胶粉+黏土的混凝土抗拉强度相对于基
准混凝土抗拉强度分别减小了41．5％、56．9％、33．2％、
63．1％，即减小程度由小到大依次是粉煤灰混凝土、黏土}昆凝
土、膨润土混凝土、橡胶粉混凝土，这与王萱子⋯和张涛等得
出的加入黏土、膨润土、粉煤灰可降低水泥胶结物黏结力而降
低混凝土强度这一结论相一致。由以上数据可知单掺试验的3
种掺和料中，膨润土的掺人造成的混凝±强度降幅最大。掺和
料采用橡胶粉取代50％黏土会导致单一掺黏土的混凝土抗拉
强度降低52．O％，因此橡胶粉导致混凝土抗拉强度的降低幅度
不仅大于掺黏土的}昆凝土，而且也大于掺膨润土、粉煤灰的混
凝土。
2．4 对弹性模量的影响
混凝土弹性模量随掺和料掺量的增加而减小，且掺和料种
类不同减小的程度也不同。当掺和料掺量为30％时，掺黏土、
膨润土、粉煤灰、橡胶粉+黏土的混凝土弹性模量相对于基准
混凝土弹性模量分别减小了24．8％、29．8％、22．8％、35．7％，
即减小程度由小到大依次是粉煤灰混凝土、黏土混凝土、膨润
土混凝土、橡胶粉混凝土。这与何丽娟、甘继胜、张荣辉
等得出的相关结论一致。经计算得，掺和料采用橡胶粉取代
50％黏土会导致单一掺黏土的混凝土弹性模量降低44．0％