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确定MgO极限掺量压蒸试验的水泥基材料选择(2)

来源:学术堂 作者:周老师
发布于:2015-12-19 共4561字

  ( 2) 掺入粉煤灰后,对外掺 MgO 水泥砂浆试件和一级配混凝土试件的压蒸膨胀变形均有抑制作用,且随着粉煤灰掺量的增加,其抑制压蒸膨胀变形的能力增强,导致采用掺入粉煤灰的水泥基材料作为压蒸试件确定的 MgO 极限掺量增大。如图 5 和图 6 所示,若以压蒸膨胀率不大于0.5%作为混凝土中 MgO 极限掺量的判定标准,采用未掺粉煤灰的水泥砂浆试件和一级配混凝土试件确定的 MgO极限掺量为5.2%和6.2%,而当掺入20%、40%的粉煤灰时,采用水泥砂浆试件和一级配混凝土试件确定的 MgO 极限掺量则分别增加到 6.8%、10%和 8.0%、10%.

  同时,随着粉煤灰掺量的增大,粉煤灰对不同水泥基材料压蒸膨胀变形的抑制能力有所差异。粉煤灰掺量较低时,粉煤灰对水泥砂浆试件和一级配混凝土试件压蒸膨胀变形的抑制能力基本相同; 粉煤灰掺量较高时,粉煤灰对水泥砂浆试件压蒸膨胀变形的抑制能力大于一级配混凝土试件。即随着粉煤灰掺量的增大,利用水泥砂浆试件确定的 MgO 极限掺量的增速高于利用一级配混凝土试件确定的 MgO 极限掺量的增速。例如,同样以压蒸膨胀率不大于0.5%作为混凝土中 MgO 极限掺量的判定标准,当粉煤灰掺量为 20%时,利用水泥砂浆试件和一级配混凝土试件确定的 MgO 极限掺量分别比未掺粉煤灰时提高了30.77%和 29.03%,粉煤灰对这两种水泥基材料压蒸膨胀变形的抑制能力基本相同; 当粉煤灰掺量为 40%时,利用水泥砂浆试件和一级配混凝土试件确定的 MgO 极限掺量分别比未掺粉煤灰时提高了 92.31%和 61.29%,粉煤灰对水泥砂浆试件压蒸膨胀变形的抑制能力明显大于对一级配混凝土试件的。初步分析,可能是因为粉煤灰掺量相同时,单位体积水泥砂浆试件中粉煤灰的绝对含量要比一级配混凝土试件多( 如表 2 所示) 引起。当粉煤灰掺量较低时,二者的差值不明显,不足以导致粉煤灰对这两种试件压蒸膨胀变形的抑制能力产生明显差异; 当粉煤灰掺量较高时,这种差值增大,导致粉煤灰对水泥砂浆试件压蒸膨胀变形的抑制能力大于一级配混凝土试件。

  ( 3) 由图2~4 可见,不论是以压蒸膨胀率不大于0.5%作为混凝土中 MgO 极限掺量的判定标准,还是以压蒸膨胀率随 MgO 掺量变化曲线的拐点作为混凝土中 MgO 极限掺量的判定标准,当未掺粉煤灰和粉煤灰掺量为 20%时,利用一级配混凝土作为压蒸试件确定的 MgO 极限掺量均比利用水泥砂浆作为压蒸试件确定的 MgO 极限掺量高约 1个百分点,这与李承木得出的结论一致[5]; 当粉煤灰掺量为 40%时,利用水泥砂浆和一级配混凝土作为压蒸试件确定的 MgO 极限掺量基本相同。即利用水泥砂浆作为压蒸试件确定的 MgO 极限掺量小于或接近于利用一级配混凝土作为压蒸试件确定的 MgO 极限掺量。

  这是因为,一方面,水泥砂浆试件比一级配混凝土试件的尺寸小且不含小石,单位体积中 MgO 的绝对含量多( 当 MgO 掺量相同时) ,且试件均匀性好、灵敏度高,导致利用水泥砂浆试件确定的 MgO 极限掺量低于利用一级配混凝土试件确定的 MgO 极限掺量。另一方面,如前所述,当粉煤灰掺量较高时,粉煤灰对水泥砂浆试件压蒸膨胀变形的抑制能力大于一级配混凝土试件,导致此时利用水泥砂浆试件确定的 MgO 极限掺量高于一级配混凝土试件。

  因此,当未掺粉煤灰时,只有第一方面的因素起作用; 当粉煤灰掺量为 20%时,粉煤灰掺量较低,第一方面的因素起主导作用; 当粉煤灰掺量为 40%时,两方面的因素共同导致了这两种水泥基材料确定的 MgO 极限掺量基本相同。

  本试验采用的水泥砂浆试件和一级配混凝土试件均能保持和原级配混凝土相同的灰砂比和水灰比。但从试件成型的难易度看,因水泥砂浆试件比一级配混凝土试件的尺寸小且不含小石,所以水泥砂浆试件比一级配混凝土试件更易成型; 从试件的匀质性看,水泥砂浆试件因尺寸小,均匀性更好,揭示的压蒸膨胀变形随氧化镁和粉煤灰掺量变化的灵敏度更高。另外,一级配混凝土试件中含有粗骨料,因粗骨料与水泥石的热膨胀系数存在差异,其压蒸膨胀变形有可能被夸大,所反应的真实性不如水泥砂浆试件。因此,利用水泥砂浆作为压蒸试件确定 MgO 的极限掺量应更加科学合理,确定出的 MgO 掺量也符合安全原则。

  3 结论

  ( 1) 与水泥净浆相比,利用水泥砂浆和一级配混凝土作为压蒸试件均可提高混凝土中 MgO 的极限掺量。但从试件成型的难易性、试件的匀质性、MgO 极限掺量的安全性等分析,利用水泥砂浆作为压蒸试件来确定 MgO 的极限掺量应更加科学合理。

  ( 2) 粉煤灰对外掺 MgO 水泥砂浆试件和一级配混凝土试件的压蒸膨胀变形均有抑制作用。当粉煤灰掺量较低时,粉煤灰对水泥砂浆试件和一级配混凝土试件压蒸膨胀变形的抑制能力基本相同; 当粉煤灰掺量较高时,粉煤灰对水泥砂浆试件压蒸膨胀变形的抑制能力大于一级配混凝土试件。当未掺粉煤灰和粉煤灰掺量为 20%时,利用一级配混凝土作为压蒸试件确定的 MgO 极限掺量均比利用水泥砂浆作为压蒸试件确定的 MgO 极限掺量高约 1 个百分点;当粉煤灰掺量为 40%时,利用水泥砂浆和一级配混凝土作为压蒸试件确定的 MgO 极限掺量基本相同。

  ( 3) 以压蒸膨胀率不大于 0.5%确定的 MgO 极限掺量均大于以压蒸膨胀率随 MgO 掺量变化曲线的拐点确定的MgO 极限掺量。使用哪一种判定标准更能反应混凝土的实际情况,还需要结合混凝土的自生体积变形和微观结构进行进一步的研究。

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