低品质粉煤灰混凝土材料与结构力学性能若干问题的研究
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摘要
自从上个世纪 30 年代粉煤灰首次用于大坝中以来 , 已经成功地应用于各类
    
    混凝土中。在混凝土中掺加粉煤灰的益处包括:降低混凝土的渗透性、增强抗
    
    离子渗透、抗硫酸盐性和降低碱骨料反应,从而增强混凝土的耐久性。同时粉
    
    煤灰应用于建筑材料,有利于减少温室气体排放,节约大量的水泥和能源,促
    
    进人类的可持续发展。低品质粉煤灰是电厂的主要灰源,但规范一般排斥低品
    
    质粉煤灰(如 Ⅲ 级灰 ) ,这严重影响了粉煤灰的应用,因此有必要展开对 低品质
    
    粉煤灰混凝土的研究。
    
     本文采用双掺 ( 掺粉煤灰和高效减水剂 ) 、低水胶比的技术路线,配制高掺
    
    量粉煤灰混凝土。在其他文献的基础上,采用正交试验方法,分析水胶比、粉
    
    煤灰掺量和胶凝材料总量三个因素对粉煤灰混凝土强度的影响显著性。结果表
    
    明,水胶比是影响各龄期粉煤灰混凝土强度最主要的因素。同时研究了粉煤灰
    
    品质、骨料用量、外加剂掺量对粉煤灰混凝土强度的影响,试验结果表明华能
    
    Ⅱ、 Ⅲ 粉煤灰品质对粉煤灰混凝土强度没有显著影响。
    
     本文利用环境扫描电子显微镜( ESEM )技术,研究粉煤灰对各龄期( 3d 、
    
    7d 、 28d 、 60d )混凝 土细观结构的影响和不同品质粉煤灰对混凝土细观结构的
    
    影响 。 研究结果表明 : 粉煤灰颗粒充当水化物的中心质, 掺加粉煤灰使混凝土
    
    层状形貌得以改善,孔隙下降,不同品质粉煤灰对早期水化物的生成有明显的
    
    影响。
    
     本文试验研究了普通混凝土、不同品质粉煤灰混凝土的弹性模量、应力应
    
    变上升段及其他力学性能。结果表明: 粉煤灰混凝土与普通混凝土的弹性模量
    
    随轴心抗压强度的变化是一致的; 强度达到一定的等级后,相近强度等级的粉
    
    煤灰混凝土和普通混凝土,前者的弹性模量超过后者的弹性模量。采用 y = ax+
    
     2 3
    ( 3 - 2a ) x+ ( a - 2 ) x 对上升段进 行拟合。计算结果表明, 混凝土强度越高,
    
    a 值越小。
    
     本文对比研究了华能低品质粉煤灰混凝土简支梁与普通混凝土简支梁结构
    
    受力性能。通过梁在集中荷载作用下纯弯模型梁纯弯段和受剪模型梁剪弯段的
    
    受力性能的对比研究,结果表明 : 低品质粉煤灰混凝土和普通混凝土简支梁在
    
    抗弯和抗剪力学性能上没有明显差别 , 能够满足规范的要求 。
Fly ash has been used successful in concrete since it was first employed in dams
    
    in the 1930s to reduce the heat of cement hydration.Some of the main potential
    
    properties include : very low permeability , excellent resistance to c hloride ingress ,
    
    good sulfate resistance , effective mitigation of alkali - silica.By full use of this
    
    resource,it would be possible to reduce overall greenhouse gas emissions and virgin
    
    aggregate usage , and eventually the sustaining development is assured. Use of
    
    low - quality fly ash is often prohibited by national regulations though the large
    
    quantity of low - quality fly ash is produced by power plant,so the utilization of fly ash
    
    is limited.The importance of research of low - quality fly ash in concrete is obvious .
    
     In this paper, in term of low water - binder ratio,high - volume fly ash concrete with
    
    chemical admixture is produced. Based on other literatures,we choose fly ash
    
    content,water - binder ratio and binder composition as factors of the orthogonal
    
    design.By the o rthogonal design test , notabilities to the strength was explored. The
    
    analysis result shows that the influence of water - binder on strength of fly ash
    
    concrete at any given age is the greatest , then the fly ash content , and then the binder
    
    composition. Formula s founded on factors of water - binder and fly ash content is
    
    feasible. At the same time , the effects of fly ash quality(grade  ,  fly ash from
    
    Huaneng Fuzhou Power Plant ) , content of chemical admixture etc al , are investigated.
    
     rd
     By the E nvironmental S canning E lectron M icroscopy ( E SEM) method at 3
    
     th th th
    day , 7 day , 28 day , 60 day , chemical and phase composition and microstructure
    
    development of nomal concrete and concrete containing respectively grade  fly ash
    
    from Huaneng Fuzhou Power Plant and grade  fly ash from Xiamen Songyu P ower
    
    P lant is studied. The investigation results show that fly ash particles serve as
    
    nucleation sites for the growth of the hydration products and the quality of fly ash
    
    does not affects the microstructure of concrete much.
    
     The elas tic modulus,ascending segment of stress - strain relation of normal
    
    concrete,two kinds of concrete containing respectively grade  fly ash and grade 
    
    fly ash from Huaneng Fuzhou Power Plant is tested.The analysis results show that
    
    the relation between elast ic modulus and axes compressive strength of fly ash
    
    concrete is the same as normal concrete. The elastic modulus of fly ash concrete is
    
    higher than normal concrete at high stage of concrete strength. The ascending
     2 3
    segment is imitated with the equation y = ax + ( 3 - 2a ) x + ( a - 2 ) x,the results show
    
     3
    
    
    
    
    
     福州大学硕士学位论文
    
    that the higher the compressive strength is , the less a is.
引文
[ 1 ] 黄士元 . 2 1 世纪初期我国混凝土技术发展中的几个重点问题 . 混凝
    土 , 2002, 002( 3 ) :3 - 7 .
    [2 ] 廉慧珍 , 路新瀛 . 我国混凝土工程发展中的几个问题 . 建筑技术 , 2001 ,31(1):10 - 14.
    [ 3 ] 张璐明 , 张美玲 , 吴彬 , 等 . 粉煤灰在混凝土中的免疫效应 . 高强与高性能混凝土材料的结
    构与力学性能研究 , 国家自然科学资金重点项目 , 1998 年 3 月 .
    [ 4 ] 吴中伟 , 廉慧珍 . 高性能混凝土 . 北京 : 中国铁道出版社 , 1999 .
    [ 5 ] 覃维祖 . 结构工程材料 . 北京 : 清华大学出版社 , 2000 .
    [ 6 ] 罗祥麟 , 周士鉴 . 土木工 程可持续发展原则初探及土木工程师的行动 . 中国科学技术协会
    “科学技术面向新世纪”学术年会 ( 下 ). 北京 : 中国土木工程学会 ,1998.579 - 583 .
    [7] 国家经贸委行业规划司 . 建材工业“十五”规划 . 中国建材 :2001,000(007):P.7 - 10
    [ 8 ] 陈瑜 , 周士琼 , 龙广成 . 大掺量粉煤灰高性能混凝土的试验研究 . 混凝
    土 ,2000,000(004) : 14 - 17,50.
    [ 9 ] Use of Fly Ash Concrete reported by ACI committee 266 , 1987 .
    [ 10 ] 钱觉时 . 粉煤灰特性与粉煤灰混凝土 . 北京 : 科学出版社 , 2002 : 104 ~ 105 .
    [ 11 ] F.D.Lydon. Concrete Mix Design Second Edition , 1982 .
    [12] http://ciks.cbt.nist.gov/
    [13] 沈旦申 . 粉煤灰混凝土 . 上海 : 中国铁道出版社 , 1989 .
    [ 14 ] 沈旦申 , 冒镇恶编著 . 粉煤灰优质混凝土 . 上海 : 上海科学技术出版社 , 1992 .
    [ 15 ] 王福元 , 吴正严 . 粉煤灰利用手册 . 北京 : 中国电力出版社 , 1998 .
    [ 16 ] 彭观良 , 马保国 . 粉煤灰高性能混凝土 的护筋性 . 武汉工业大学学报 ,2000,22(5) : 8 - 12.
    [ 17 ] 王成启 . 粉煤灰对水泥浆体孔结构的影响 . 建筑石膏与胶凝材料 , 2001 ,001 ( 7 ) :43 - 44 .
    [18] 郑建岚 . 现代混凝土结构技术 . 北京 : 人民交通出版社 , 1999.31 - 34.
    [ 19 ] [ 美 ] P.K.Mahta , 祝永年等译 . 混凝土的结构、性能与材料 . 上海 : 同济大学出版
    社 , 1991 .13 - 14.
    [ 20 ] 吴历斌等 . 高性能混凝土中的集料研究 . 新型建筑材料 ,2003,000 ( 3 ) :9 - 11
    [ 21 ] 李崇智 , 冯乃谦 . 大掺量粉煤灰高性能 混凝土的强度推测及正交试验线性分析 . 混凝土 ,
    2001 ,001 ( 1 ) :25 - 28 .
    [ 22 ] 冷发光 , 冯乃谦 , 邢峰 . 提高普通混凝土强度和耐久性的正交试验研究 . 混凝
    土 ,2000,000(001):18 - 23.
    [ 23 ] 周啸尘 , 杨军 , 张恩庆 . 粉煤灰高性能混凝土正交试验研究 . 山东科技大学学报 ( 自然科
    学版 ),2002, 21 (3) : 106 - 109.
    [ 24 ] 覃维祖 . 利用粉煤灰开发高性能混凝土若干问题的探讨 . 建筑材料学报 ,
    1999,002(002):153 - 158.
    
     99
    
    
    
    
    
     福州大学硕士学位论文
    
    [ 25 ] 吴学礼 , 杨钱荣 , 张树青 . 粉煤灰混凝土配 比直接设计法的初步研究 . 粉煤灰 ,2001,001
    ( 6 ) :13 - 62.
    [ 26 ] 王昌义 . 合理设计粉煤灰砼配合比 . 粉煤灰综合利用 ,1998,000 ( 1 ) :67 - 69.
    [ 27 ] 杨钱荣 , 吴学礼 , 张凌翼 . 粉煤灰混凝土的双变量强度公式 . 建筑材料学
    报 ,2002,5(2):186 - 189.
    [ 28 ]K. 甘尼希 . 粉煤灰混凝土早期强度性能 . 水利水电快报 ,1994,000(022):19 - 22.
    [ 29 ] 尚连飞 , 张亚梅 , 孙伟 . 粉煤灰混凝土抗压强度计算模型 , 建筑技术 ,2000, 31 ( 1 ): 32 - 34 .
    [30] 钱觉时 . 粉煤灰特 性与粉煤灰混凝土 . 北京 : 科学出版社 , 2002 . 147 .
    [31 黄士元 . 粉煤灰水泥浆体结构的扫描电镜观察 . 武汉建材学院学报 .1982,No.3:255 - 260.
    [32] 冯乃谦 . 高性能混凝土 . 北京 : 中国建筑工业出版社 ,1996.
    [33] 杨静 , 覃维祖 . 粉煤灰对高性能混凝土的影响 . 混凝土与水泥制品 , 1998,000(005):
    10 - 14 .
    [34] 黄鹏飞 . 自密实高性能混凝土配合比试验研究 : [ 硕士学位论文 ] . 福州 : 福州大学土建学
    院 , 2001 .
    [35] 黄与舟 . 高掺量粉煤灰混凝土细观结构及耐磨性能的研究 :[ 硕士 学位论文 ]. 福州 : 福州
    大学土建学院 , 2002 .
    [36] 王雪芳 . 自密实高强混凝土及其框架结构抗震性能研究 : [ 硕士学位论文 ]. 福州 : 福州大
    学土建学院 , 2003 .
    [ 37 ] 张立华 . 多组分水泥基材料水化特征与产物性质的研究 : [ 硕士学位论文 ]. 武汉 : 武汉理
    工大学土建学院 , 2002 .
    [ 38 ] 张兰芳 . 矿渣、粉煤灰混凝土性能试验研究 : [ 硕士学位论文 ]. 沈阳 : 辽宁工程技术大
    学 ,2002.
    [3 9 ] 悉尼 . 明德斯 ,J. 弗朗西斯 . 扬 , 方秋清等译 . 混凝土 . 中国建筑工业出版社 ,1989:73 - 74.
    [ 40 ] 蒋林华 , 等 . 高掺量 粉煤灰水泥胶凝材料的水化性能研究 . 硅酸盐学报 , Vol.26,No.6.
    1998,026(006):695 - 701
    [41] 吴中伟 . 水泥基复合材料的界面问题 . 武汉建材学院学报 ,1982,No.2:143 - 149.
    [ 42 ] 巴恒静 , 高小建 , 冯奇 . 高性能混凝土早期开裂规律及防治的研究 . 见:福州大学 , 编 . 高
    强与高性能混凝土及其应用专题研讨会论文集 , 福州 : 福州大学土建学院高强高性能混凝土
    课题组 ,2002.80 - 88.
    [43 ] P.Mehta 著 , 祝永年等译 . 混凝土的结构、性能与材料 . 上海 : 同济大学出版
    社 ,1991 : 5 5 - 56.
    [ 44 ] S . Otani , S . Nagai . Reliability of Load - Deformation Estimate for High - strength
    Reinforced Concrete Beams . In : American Concrete Institute SP - 176 - High - Strength
    Concrete in Seismic Regions , Catherine W . French and Mochael E . Kreger , edi
    - tors , 1998 . 179 - 195 .
    [ 45 ] 李益进 , 周士琼 , 尹健 , 等 . 掺超细粉煤灰高性能混凝土应力应变全曲线试验研究 . 长沙
    
     100
    
    
    
    
    
     低品质粉煤灰混凝土材料与结构力学性能若干问题的研究
    
    铁道学院学报 ,2003,21(3) : 8 - 13.
    [ 46 ] 过镇海 . 混凝土的强度和变形-试验基础和本构关系 . 北京 : 清华大学出版社 ,1996.44
    [47] 罗素蓉 , 胡晓凌 . 自密实高性能混凝土梁受弯性能试验研究 . 见:福州大学 , 编 . 高强与高
    性能混凝土及其应用专题研讨会论文集 , 福州 : 福州大学土建学院高强高性能混凝土课题
    组 ,2002.161 - 168.
    [48] 黄晶,郑建岚 . 自密实高性能混凝土梁的抗剪性能研究 . 见:福州大学 , 编 . 高强与高性
    能混凝 土及其应用专题研讨会论文集 , 福州 : 福州大学土建学院高强高性能混凝土课题
    组 ,2002.177 - 185.
    [49] 林旭健,林锋挺 . 低品质粉煤灰混凝土与普通混凝土简支梁力学性能比较试验 . 见:福
    州大学 , 编 . 高强与高性能混凝土及其应用专题研讨会论文集 , 福州 : 福州大学土建学院高强
    高性能混凝土课题组 ,2002.416 - 422.
    [50] 赵顺波 , 赵国藩 . 钢筋钢纤维混凝土梁斜截面抗裂试验研究 . 水力发电学报, 1997(4) :
    18 - 28 .

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