沸石粉掺合料混凝土配制及其早龄期抗裂性能研究

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矿物掺合料广泛应用于高性能混凝土,而收缩开裂是影响混凝土耐久性的重要因素。随着粉煤灰、硅灰和矿渣粉等的大量使用,其价格也随之增长。因此将沸石粉应用于混凝土,并研究其对混凝土的收缩与抗裂性能的影响具有一定的意义。本文依托海南省自然科学基金项目“热带海洋环境下早龄期混凝土抗裂性能研究”,开展了沸石粉掺合料混凝土的配合比设计、基本力学性能、干燥收缩试验和平板式约束试验,具体研究工作如下:(1)以水胶比、胶凝材料用量、沸石粉掺量、砂率为影响因素进行正交试验配制了C35沸石粉掺合料混凝土,并考查各影响因素的主次关系。试验结果表明:掺入沸石粉配制出C35沸石粉掺合料混凝土具有良好的工作性能,且沸石粉的最佳等量取代率为20%;水胶比对强度的影响最大,沸石粉掺量次之,胶凝材料用量第三,砂率影响最小。(2)通过试验研究了最优配合比下沸石粉掺合料混凝土早龄期的力学性能与工作性能,并与基准混凝土作比较。试验结果表明:混凝土中掺入沸石粉后,坍落度和流动性有所减小,各龄期的抗压强度和劈拉强度均减小,但抗折强度却略微增大,而且增大了拉压比,从而能降低混凝土的脆性;考虑龄期变化的模型可以描述沸石粉掺合料混凝土各强度之间的关系。(3)通过干燥收缩试验研究了不同掺量沸石粉掺合料混凝土的干燥收缩性能。试验结果表明:混凝土中加入沸石粉后干燥收缩值将增大,均随沸石粉掺量的增加而增大;建议采用指数式表达式来描述和预测不同掺量沸石粉掺合料混凝土的干燥收缩与龄期之间的关系。(4)通过平板式约束试验研究了C35最佳配合比下沸石粉掺合料混凝土的早龄期抗裂性能。试验结果表明:在本文所采用的试验条件下,沸石粉掺合料混凝土的早龄期抗裂性较好,但相较于未掺沸石粉混凝土,沸石粉掺合料混凝土的初裂时间提前,且单位面积上总开裂面积增大,掺入沸石粉后混凝土的早龄期抗裂性能降低。
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