粉煤灰对于混凝土早期抗裂的影响试验研究

2020-04-24李斌文佳赵博

山西建筑 2020年8期

李斌文佳赵博

(中交路桥建设有限公司，北京 100027)

0 引言

混凝土的抗裂性是指混凝土抵抗体积变形导致开裂的能力。在混凝土内部水化反应的早期放出热量，引起混凝土内部温度升高，与环境温度形成温差，引起表面开裂[1]。早期开裂会降低混凝土对钢筋的保护，导致钢筋锈蚀膨胀，甚至纵筋会使混凝土保护层开裂，直到剥落，这样就进一步加速了钢筋腐蚀和混凝土剥落[2-4]。桥梁下部结构经常受到水的冲刷，这使得开裂后的混凝土耐久性进一步降低，特别是西北盐渍地区。粉煤灰通常所指的是，研磨的细煤粉经燃煤电厂燃烧后，从烟道排走被收尘装置收集的物质。它广泛运用于水泥中，对水泥的强度等级的调节、降低水化热和成本、改善水泥性能有一定帮助[5]。在混凝土中使用粉煤灰替代部分水泥时，需要考虑其对混凝土早期开裂性能的影响。

1 试验配合比及试验方案

1.1 原材料

1)水泥。

水泥采用宁夏青铜峡水泥股份有限公司的P.O42.5水泥；石子采用太阳山石料厂，最大粒径为20 mm；砂子采用陕西武功砂厂生产的细度模数为2.82的砂子；拌合水是自来水。

2)粉煤灰及外加剂。

粉煤灰采用华电宁夏灵武发电有限公司生产的粉煤灰；外加剂采用北京世纪佳邦建材有限公司生产的减水剂。

1.2 试验配合比

为研究混凝土早期抗裂性能在粉煤灰掺加后的影响，开展了两组早期开裂试验，分别研究相同配合比下没有掺入粉煤灰和掺加了30%粉煤灰后的对比试验。试件的配合比如表1所示。

表1 抗裂试验配合比 kg/m3

1.3 早期开裂试验方案

依据GB/T 50082—2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准中关于早期开裂试验的要求，本次试验制备了4 个平面薄板型试件(每组2 个)，模具采用槽钢焊接的800 mm×600 mm×100 mm标准试件尺寸边框，边框与底板用螺栓固定。模具内设置7根裂缝诱导器，相距间隔均为50 mm。

进行2组(4个试件)试验，一组为不掺粉煤灰的标准组，一组为掺30%粉煤灰组，固定5 m/s风速持续24 h，然后分析试件上的裂缝现象[9]。

2 试验结果及分析

采集数据在浇筑后24 h后进行，按式(1)计算，每条裂缝的平均开裂面积：

(1)

按式(2)计算，单位面积的裂缝数目:

(2)

按式(3)计算，单位面积上的总开裂面积:

c=a·b

(3)

其中，Wi为第i条裂缝的最大宽度，mm,精确到0.01 mm；Li为第i条裂缝的长度，mm,精确到1 mm；N为总的裂缝数目，条；A为平面薄板的面积，m2,精确到0.01 mm2；a为1条裂缝的平均开裂面积，mm2/条,精确到1 mm2/条；b为1 m2上的裂缝数目，条/mm2,精确到0.1条/m2；c为单位面积上的总开裂面积，mm2/m2,精确到1 mm2/m2。

取第一组1号试件为原型，绘制其CAD图形，其余试件裂缝分布大致相同。裂缝分布如图1所示。