粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究课件

1、粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究抗冻性能影响的试验研究开题报告开题报告 专专 业：结构工程业：结构工程 研研 究究 生：杜金胜生：杜金胜 指导教师：申向东指导教师：申向东 教授教授 粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究一一 选题的背景及意义选题的背景及意义二二 国内外研究现状及进展国内外研究现状及进展三三 原材料选择及性能指标原材料选择及性能指标四四 实验思路、方案和目标实验思路、方案和目标五五 已完成实验内容及后续试验已完成实验内容及后续试验粉煤灰掺量对轻骨料

2、混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究一一 选题的背景及意义选题的背景及意义 绿色和平组织：中国粉煤灰排放已成工业固体污染之绿色和平组织：中国粉煤灰排放已成工业固体污染之首首 煤炭的真实成本2010中国粉煤灰调查报告指出，火力发电产生的粉煤灰排放已经成为中国工业固体废物的最大单一污染源，粉煤灰排放每天一个水立方。每消耗 4吨煤就会产生1吨粉煤灰。中国的火电装机容量从2002年起呈现出爆炸式的增长，因此，粉煤灰排放也在过去8年内增长了2.5倍。 燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量逐年增加，1995年粉煤灰排放量达1.25亿吨，2000年约为1.5亿吨，2010年约为2亿吨，给我国的国民经济建设及生

3、态环境造成巨大的压力。另一方面，我国又是一个人均占有资源储量有限的国家，粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策 。粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究 轻骨料混凝土较普通混凝土具有自重轻、保温隔热性能好、抗火性能好、隔音性能好、高强、多功能的特点在大跨径结构、高层建筑、软土地基以及多震地区等工程中有着广泛的应用前景。 粉煤灰的掺入不仅能够减轻对环境的污染，而且能够改善混凝土的性能，例如降低内部温升、提高混凝土的抗渗性、促进后期强度的增长等。 随着社会可持续发展的需要和混凝土技术

4、的需要，粉煤灰在轻骨料混凝土中的应用日益广泛。 因此，研究如何能够既提高轻骨料混凝土的力学性能和耐久性能，又能最大限度的利用粉煤灰资源，具有非常重要的经济效益和环境效益。 粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究 国外研究现状及进展国外研究现状及进展 轻骨料混凝土的最早使用年代可追溯到1920年左右。在美国和前苏联这两个国家得到飞速发展。20世纪90年代初期，挪威、日本等国家研究了高性能轻骨料混凝土的配方、生产工艺、高性能轻骨料等，重点在于改善混凝土的工作性和耐久性，并取得了一定的成果。目前，国外发达国家高强度、高性能轻骨料混凝土的应用已经取得了丰富的经验，日本在1 9 9 8

5、年成立了一个由1 8家公司组成的高强轻骨料混凝土研究委员会，专门研究粉煤灰轻骨料混凝土。二二 国内外研究现状及进展国内外研究现状及进展粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究 国内研究现状及进展国内研究现状及进展 我国轻骨料混凝土发展和应用相对较晚。2 0世纪5 0年代开始研究轻骨料及轻骨料混凝土。但是，由于我国工艺水平有限，轻骨料质量较差，所配制的结构用轻骨料混凝土密度较大，而强度偏低，使其应用和发展受到一定的限制。目前，我国轻集料混凝土的应用仍主要用于低强度的非承重结构，如生产小砌块。在高层建筑和大跨度的桥梁中应用与国外相比还很少，虽然现在也能配制出抗压强度达70MPa的结

6、构轻集料混凝土，但在工程中实际只用到LC40。在桥梁工程中的应用近几年虽有所突破，但最大跨度仅达35m。高强轻集料新品种、高性能轻集料的研制和应用进展缓慢。随着国家对建筑节能和建筑物功能性要求的提高，高性能轻骨料混凝土的研究和应用也得到了快速发展.粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究三三 实验原材料选择及性能指标实验原材料选择及性能指标 水 泥：采用冀东P.O.42.5硅酸盐水泥。 粗骨料：采用锡林浩特浮石。 细骨料：采用天然河沙，细度模数2.56，颗粒级 配良好。 粉煤灰：采用呼和浩特市金桥电厂级粉煤灰。 减水剂：采用RSD-8高效引气减水剂。 拌合用水：采用普通自来水。

7、粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究冀东PO.42.5水泥性能指标 检测项目细度/%初凝时间终凝时间安定性SO3/%烧失量/%氧化镁/%抗压强度/Mpa抗折强度/Mpa3 d28d3 d28d实测122：152：55合格2.231.022.2126.654.85.28.3冀东PO.42.5水泥和粉煤灰化学组成 % 组成SiO2Al2O3CaOMgOSO3Fe2O3TiO2Na2O+K2O水泥22.065.1364.371.062.035.25粉煤灰51.9316.116.952.021.595.101.782.053m3m690Kg/1593 Kg/名称堆积密度表观密度吸水

8、率/1h筒压强度Mpa压碎指标浮石16.44%2.978 Mpa39.6%浮石物理性能 粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究四四 实验思路、方案和目标实验思路、方案和目标 实验思路：根据粉煤灰轻骨料混凝土的配合比，按粉煤灰15%、20%、30%、45%、60%的掺量等量取代水泥。制备抗压试块和抗冻试块分别用来测试粉煤灰轻骨料混凝土的力学性能和抗冻性能。试验配合比如下：编号水泥轻骨料砂粉煤灰水高效引气减水剂 LC40500634690-14015LC40A4256346907514015LC40B40063469010014015LC40C35063469015014015L

9、C40D275634690225 14015LC40E200634690300 14015混凝土材料用量Kg/m3粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究试验方案：主要包括力学性能试验和抗冻性能 试验两部分内容。 一、力学性能试验：制备不同粉煤灰掺量下100100100mm 的混凝土试块5块放在室内养护24h脱模后放在标准养护箱中分别养护至3d、7d、14d、21d、28d龄期，测出不同龄期下粉煤灰轻骨料混凝土的抗压强度。 粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究 二、抗冻性能试验： 制备各粉煤灰掺量下100100400mm的试块53=15块，将试块放在室内养护

10、24h脱模后放在标准养护箱中养护至28d龄期，按照混凝土长期性能和耐久性试验方法（GBJ82-85），进行快速冻融试验。实验前首先测定试件的质量、动弹模量和超声波速的初始值，然后每经25次冻融循环结束后再测试一次，直至相对动弹模下降至初始值的60%或质量损失超过5%时，结束冻融循环试验。粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究 试验目标： （1）根据各掺量粉煤灰轻骨料混凝土在各龄期的抗压强度，绘制各粉煤灰掺量下混凝土强度随龄期的增长关系曲线，确定本实验条件下粉煤灰最佳掺量。（2）根据各粉煤灰掺量下，强度随龄期的增长关系曲线，采用最小二乘法拟合出粉煤灰混凝土的早期强度增长模型曲线

11、。（3）探讨粉煤灰对轻骨料混凝土强度的影响机理。（4）测试抗冻试件新拌混凝土的含气量，研究含气量与粉煤灰掺量的关系。（5）根据质量和动弹模以及超声波速的变化，探讨质量损失、相对动弹模损失和超声波速变化对粉煤灰混凝的冻融损伤影响。粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究五五 已完成实验内容及后续试验已完成实验内容及后续试验 已完成试验：力学性能试验。试验结果如下：F 从曲线中可以看出粉煤灰掺量在020%之间时，随粉煤灰掺量的增加，混凝土的各龄期抗压强度呈现增长的趋势，在20%到60%之间时，随粉煤灰掺量的增加，混凝土的各龄期抗压强度呈现减小的趋势。明显存在粉煤灰最佳掺量20%。粉

12、煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究 式中： N次冻融循环后试件质量损失率，取三个试件质量的平均值计，%； 冻融循环试验前试件质量，取三个试件质量的平均值，kg； N次冻融循环试验后试件质量，取三个试件质量的平均值，kg 试件冻融循环后的质量损失率 00*100%NGGWGW0GNG 后续试验：抗冻性能试验。 主要用到的公式如下：粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究试件冻融循环后的动弹模损失率 00*100%NEEEE 式中： N次冻融循环后动弹模损失率，%； 冻融循环试验前试件的动弹模，以3个试件动弹模的平均值计算，GPa； N次冻融循环试验后试件的动弹

13、模，以3个试件动弹模平均值计算，GPa；E0ENE粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究固体材料动弹性模量与超声波速关系：223)12. 187. 0()1 (2rdVE 式中： 为固体的密度， 为表面波速， 为混凝土的泊松比。假定混凝土为各向同性损伤且泊松比不随损伤而变化，对硬化后的混凝土来讲，泊松比一般在0.20.3之间。如取 ，则上式可写为：2 . 02888. 2rdVErV 上式说明混凝土动弹性模量与超声波速的平方成正比。粉煤灰掺量对轻骨料混凝土力学性能和抗冻性能影响的试验研究 混凝土搅拌机及标准养护箱五五 主要实验仪器主要实验仪器 冻融循环试验仪器a. JW-60型卧式混凝土