掺合料对膨胀混凝土强度和抗冻性的影响

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发布时间：2021-09-07

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掺合料对膨胀混凝土强度和抗冻性的影响
文婧，朱卫中，朱广祥
(黑龙江省寒地建筑科学研究院．哈尔滨150080)
【摘要】以普通硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、UEA膨胀剂、聚丙烯纤维等为主要原料，用快冻法研究了双掺
硅灰与粉煤灰的非引气高性能混凝土的抗冻性，探讨了聚丙烯纤维与掺合料对膨胀混凝土强度和抗冻性的影响
规律。结果表明：双掺硅灰和粉煤灰能大幅提高混凝土的强度和抗冻耐久性，聚丙烯纤维在膨胀混凝土中的最佳
掺量为0．9kg／m 。
【关键词】聚丙烯纤维；硅灰；粉煤灰；抗冻性；膨胀混凝土
【中图分类号】TU528．57 【文献标识码】B 【文章编号】1001—6864(2012)12—0012—03
膨胀剂能有效地解决工程中混凝土的渗漏和开
裂问题，因而得到了广泛应用。地处寒冷地区的混凝
土路面与桥梁、铁路桥涵以及市政工程结构中的混凝
土，其破坏形式都表现为冻融破环。研究表明：膨
胀剂严重降低了未掺活性掺合料的非引气高强混凝
土的抗冻性，而高弹性模量的纤维则能提高其抗冻
性。聚丙烯纤维和膨胀剂复合能有效改善混凝土的
变形性能，减少由变形变化引起的混凝土原生缺陷，
改善混凝土内部结构，提高混凝土耐久性。
文中以普通硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰、UEA膨胀
剂、聚丙烯纤维等为主要原料，用快冻法研究了双掺
硅灰与粉煤灰的非引气高性能混凝土的抗冻性，探讨
了聚丙烯纤维与掺合料对膨胀混凝土强度和抗冻性
的影响规律。
1 原材料与试验方案设计
1．1 原材料
水泥为亚泰P．042．5普硅水泥；砂为中砂，细度
模数为2．74；碎石粒径为10～20mm；粉煤灰为哈三电
厂生产的II级粉煤灰，比表面积为0．4m ／g，需水量比
为98％；硅灰由黑龙江科曼建筑材料有限公司生产，
比表面积为20～25m ／g，SiO 含量为90．02％；聚丙烯
纤维为上海同济大学监制生产，弹性模量3．7—
4．1GPa，抗拉强度482MPa，极限延伸率32％，长度
19mm；UEA膨胀剂为中国建材科学研究总院研制生
产，u一5减水剂为黑龙江省低温建筑科学研究所中间
试验厂生产。
1．2 混凝土配合比方案设计
采用以上原材料，按表1设计混凝土配合比方案，
测试混凝土强度及抗冻性能，结果及分析分别列于
表2及图1、图2。
本试验根据GB／T50082—2009《普通混凝土长期
性能和耐久性能试验方法标准》的有关规定，采用
DDR一27型电脑全自动混凝土快速冻融试验仪和TD
一10W 动弹仪进行试验，试件为100mm×100ram X
400mm的棱柱体试件，在水中浸泡4d后，28d龄期时
开始进行冻融试验。在冷冻和融化过程中，试件中心
最低和最高温度分别控制在一18~C和5℃ 。
冰
融
靛
堡
辎
徽
需
靛
0 50 100 l50 ： 0 250 3o0
冻融循环次数
图1 矿物掺合料掺量对膨胀混凝土抗冻性的影响
冻融循环次数
图2 聚丙烯纤维掺量对膨胀混凝±抗冻性的影响
2 试验结果与讨论
2．1 混凝土工作性与强度试验结果与分析
按表l配合比方案进行试验的混凝土工作性与强
度试验结果列于表2。
2．1．1 混凝土工作性分析
从表2中可以看出，纤维混凝土与普通混凝土相
比，坍落度减小，大约3％左右，表明掺加纤维会使混
凝土的流动性有所降低；同时，均匀分布在混凝土中
的大量纤维起到了一种“承托”作用，降低了混凝土的
表面析水和集料的沉降速率，由此说明掺加纤维后，
混凝土的粘聚性有所提高。但纤维掺量过大，混凝土