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试析双膨胀水泥的膨胀性能

[收录:2013-10-28] [作者:高洪艳] [服务:论文代写代发] [字体: ]
内容摘要:试析双膨胀水泥的膨胀性能,摘要: 双膨胀水泥是在中热和低热矿渣硅酸盐水泥基础上,同时利用了钙矾石与氧化镁二者的膨胀。双膨胀水泥混凝土具有较好的微膨胀性,在早期与后期均能产生一定的膨胀,适用于具有一定约束条件的水工混凝土。

试析双膨胀水泥的膨胀性能,摘要: 双膨胀水泥是在中热和低热矿渣硅酸盐水泥基础上,同时利用了钙矾石与氧化镁二者的膨胀。双膨胀水泥混凝土具有较好的微膨胀性,在早期与后期均能产生一定的膨胀,适用于具有一定约束条件的水工混凝土。

关键词:双膨胀;混凝土;预压应力

双膨胀水泥,包括双膨胀中热硅酸盐水泥与双膨胀低热矿渣硅酸盐水泥,其主要特点是,在中热或低热矿渣硅酸盐水泥的基础上,同时利用了水泥中钙矾石与水镁石两者膨胀,钙矾石膨胀主要发生在早期,水镁石膨胀主要发生在后期,两者取长补短,以获得适宜的膨胀量与膨胀分布。本文主要介绍双膨胀水泥混凝土的自生体积变形、约束条件下的膨胀应力及其强度的试验情况。本文由教育大论文下载中心WwW.JiaoYuDa.CoM整理

1 试验过程

1.1 配制混凝土的原材料

(1) 粗骨料采用花岗岩人工骨料,密度为2.72g/cm3,骨料级配为三级配,大∶中∶小=50∶20∶30.

(2) 细骨料以砂为主,再掺11%的石粉,密度为2.63g/cm3,细度模数为2.71.

(3) 525#双膨胀中热水泥和425#双膨胀低热矿渣水泥,这两种水泥都符合中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥的国家标准,同时熟料中的MgO含量和水泥中石膏(SO3)掺量较高,其中熟料中的MgO接近5.0%,水泥中石膏(SO3)的掺量接近3.5%.

(4)外加剂,采用减水剂ZB-1和引气剂DH9S.

1.2 混凝土配合比

分别用双膨胀中热水泥和双膨胀低热矿渣水泥配制90d龄期标号为250#和200#的混凝土,减水剂掺量为0.7%,引气剂掺量为0.5/万。

1.3 试验方法

试件尺寸为20cm×50cm的圆柱体。常规测试的养护温度为20±1℃。另外考虑到氧化镁水化反应与温度关系密切,为了了解较高温度下的膨胀性能,又作了一组前后两种温度的养护的试验,龄期40d前为20±1℃,之后为38±1℃。

  钢筋约束膨胀应力的试件为Φ15cm×45cm的圆柱体,中部对称布置两根钢筋,钢筋两端与限制膨胀的钢板相连,在两根钢筋之间放置一电阻应变计。养护温度为20±1℃。当混凝土膨胀时,试件全端面受到两端压板的约束,试件中钢筋、混凝土与应变计三者基本一致,这样应变计测得的应变可以代表钢筋的应变,由此可推算钢筋的拉应力与混凝土的预压应力。

  2 试验结果

2.1 自生体积变形

M250与L200的在2d龄期内自生体积膨胀率发展都较快,而后膨胀速率明显降低,养护温度提高,膨胀速率都明显加快。但较早龄期的膨胀,M250比L200要小些,而40d至180d龄期间的膨胀增量,20℃时M250比L200略小,38℃时M250比L200明显要大。

2.2 钢筋约束膨胀应力

M250与L200在最初的2d龄期内都产生一个相对较大的预压应力,之后一段时间中预压应力略有下降,在10~15d左右走入低谷,过后又逐渐回升。但两者也存在差别,L200形成的低谷比M250深,走出低谷后形成的预压应力,也比M250明显要小。

2.3 约束试件的强度

约束试件强度,比之于非约束试件的强度,均有不同程度的提高,抗压强度提高约15%,劈拉强度提高约9%.

3 讨论

  双膨胀水泥同时对钙矾石膨胀与氧化镁膨胀加以积极利用,早期主要是水泥中石膏与含铝矿物反应形成钙矾石产生的膨胀,后期主要是熟料中氧化镁水化形成水镁石产生的膨胀。双膨胀混凝土的自生体积变形的试验结果,也反映了早期钙矾石与后期氧化镁这二者的膨胀。钙矾石膨胀发挥很快,特别是在2d以内,2d以后虽然钙矾石膨胀还继续发挥作用,但从趋势上看,缓慢的氧化镁的膨胀实际上已逐渐开始起主导作用。

  方镁石转变为水镁石的反应对温度十分敏感,养护温度提高,其反应速度明显加快,由此而产生的膨胀也就明显加快。这与双膨胀混凝土在前后两种温度养护的自生体积变形对比试验结果是一致的,温度提高后,双膨胀混凝土膨胀速率明显提高。由于M250采用双膨胀中热水泥,而且水泥用量也多,因此它的氧化镁含量比L200高,养护温度从20℃提高到38℃时,40d至180d龄期间膨胀增量,M250明显高于L200.混凝土膨胀速率随着温度升高而加大的特点,在实际应用时应加以注意,因为大坝混凝土结构的温度场总是不均匀的,尤其是表层混凝土,内外温差一般有十几度甚至几十度,用在这种部位,就有可能出现表面膨胀量小、内部膨胀量大的不均匀膨胀,从而可能加大表面的拉应力。

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