矿物掺和料对自密实混凝土双K断裂参数的影响
发布时间：2021-06-24 10:49
自密实混凝土中由于较多地掺入了矿物掺和料,导致其开裂趋势增加。本文采用楔入劈拉法对15组自密实混凝土和1组普通混凝土试件进行断裂试验,以双K断裂参数评价自密实混凝土的断裂性能,研究单掺粉煤灰、粉煤灰与矿渣复掺、粉煤灰与硅灰复掺3个因素对自密实混凝土断裂性能的影响。结果表明,自密实混凝土的起裂韧度随着粉煤灰单掺掺量的增加而降低,而失稳韧度在粉煤灰掺量为30%时为最高,达1.5534 MPa·m1/2;粉煤灰与矿渣复掺情况下,总掺量为30%,复掺比例为3:7时断裂性能最佳,其失稳韧度达到1.7122 MPa·m1/2;硅灰的掺入可以改善自密实混凝土的断裂性能。
【文章来源】：水力发电学报. 2017,36(08)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
自密实混凝土的工作性Fig.1Workingperformanceofself-compactingconcrete
粉煤灰均有所改善，且随着矿渣复掺比例的增大改善的效果越好；在相同复掺比例的情况下，粉煤灰与矿渣复掺总量为30%的各项力学性能均优于复掺总量为50%的力学性能；当粉煤灰掺量为30%不变时，自密实混凝土的各项力学性能随着硅灰掺量的增大而相应地得到改善。1.3楔入劈拉法试验采用楔入劈拉法[14]测定自密实混凝土的双K断裂参数，制作了15组75块自密实混凝土“凹”形试块，试件尺寸为200mm×200mm×230mm，预制裂缝采用厚度为3mm钢片制成，缝高为80mm，试件标准养护28d后进行断裂试验。楔入劈拉法试验装置如图2所示，采用传力装置将较小的竖向力通过楔形加载架的楔角转换成较大的水平力，使试块从中间劈裂。本试验采用250kN疲劳试验机（MTS）对“凹”形试块进行加载，以位移加载速率加载，控制加载速率为0.005mm/s，采用量程为-1~3mm的夹式引伸计测量试验过程中试件裂缝张口位移（CMOD），从而绘制出荷载–裂缝张口位移（F-CMOD）曲线。支座的位置安排在试件底部的四分之一点上，即距离试件两边各50mm处。试验中在试件裂缝尖端位置布置了电阻应变片来监测混凝土的起裂荷载，采用德国产8通道IMC动态数据采集系统采集应变片数据。图2楔入劈拉法加载装置Fig.2Loadingtestapparatus1.4双K断裂参数的计算起裂断裂韧度iniIcK按下式计算：3iniHQIc1210()FKfth（1）式中：0323.675[10.12(0.45)](),(1)afh；t和h分别为试件的厚度和高度，m；0a为初始裂缝高度，m；HQF为水平起裂荷载，kN，按下式计算：3VQHQ102tan15FmgF（2）式中：VQF为竖向起裂荷载，kN；m为楔形加载架的质量，本试验的楔形加载架用螺栓固定在试验机上?
将试验分为以下4个系列：（1）粉煤灰单掺：粉煤灰掺量为20%、30%、40%、50%和60%，编号为SCCA1~SCCA5。（2）粉煤灰和矿渣复掺：掺和料掺量为30%和50%，编号为BI和BII，粉煤灰和矿渣比例为7:3、5:5、3:7和0:10，编号为SCCBI(II)1~SCCBI(II)4。（3）粉煤灰和硅灰复掺：粉煤灰掺量30%，硅灰掺量为3%和5%，编号为SCC-C和SCC-C2。（4）基准组：配置水胶比为0.34的普通混凝土，即不掺任何矿物掺和料，编号为NC。自密实混凝土的坍落度为255~270mm，坍落扩展度550~690mm，其工作性能满足自密实混凝土的要求[13]，如图1所示。自密实混凝土配合比及基本力学性能如表1和表2所示。图1自密实混凝土的工作性Fig.1Workingperformanceofself-compactingconcrete表1自密实混凝土配合比Table1MixproportionofSCC（单位：kg/m3）试件编号水泥粉煤灰矿渣硅灰水砂子粗骨料减水剂SCC-A1432108001847888895.40SCC-A2378162001847888895.40SCC-A3324216001847888894.86SCC-A4270270001847888894.86SCC-A5216324001847888894.86SCC-BI13781134901847888895.94SCC-BI2378818101847888895.94SCC-BI33784911301847888895.67SCC-BI4378016201847888895.67SCC-BII12701898101847888895.40SCC-BII227013513501847888895.40SCC-BII32708118901847888895.67
【参考文献】：
期刊论文
[1]自密实混凝土在堆石孔隙中的流动规律研究[J]. 张传虎,金峰,陈松贵,徐小敏. 水力发电学报. 2016(10)
[2]基于线性回归的大坝混凝土起裂韧度确定方法[J]. 卿龙邦,聂雅彤,刘宁,管俊峰. 水力发电学报. 2016(08)
[3]超高掺量粉煤灰大坝混凝土早龄期抗裂性研究[J]. 赵志方,李超,张振宇,王卫仑,周厚贵. 水力发电学报. 2016(07)
[4]现场浇筑大坝混凝土起裂断裂韧度研究[J]. 管俊峰,李庆斌,吴智敏,周绍武. 水利学报. 2014(12)
[5]大坝和湿筛混凝土起裂荷载的确定方法[J]. 赵志方,宋柳林,周厚贵,王卫仑. 浙江工业大学学报. 2014(04)
[6]预制混凝土双板内浇自密实混凝土剪力墙抗震性能[J]. 叶燕华,孙锐,汪恒,薛洲海,王滋军. 北京工业大学学报. 2014(08)
[7]硅灰对自密实混凝土性能的影响[J]. 付亚伟,王硕太,崔云长. 四川建筑科学研究. 2009(01)
[8]水泥-粉煤灰-矿渣复合胶凝材料的水化性能研究[J]. 唐咸燕,肖佳,陈烽,陈雷. 粉煤灰综合利用. 2006(06)
[9]粉煤灰对水泥浆体早期水化和孔结构的影响[J]. 施惠生,方泽锋. 硅酸盐学报. 2004(01)
[10]光弹贴片法研究混凝土裂缝扩展过程及双K断裂参数的尺寸效应[J]. 吴智敏,徐世烺,刘佳毅. 水利学报. 2001(04)
本文编号：3246952
【文章来源】：水力发电学报. 2017,36(08)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
自密实混凝土的工作性Fig.1Workingperformanceofself-compactingconcrete
粉煤灰均有所改善，且随着矿渣复掺比例的增大改善的效果越好；在相同复掺比例的情况下，粉煤灰与矿渣复掺总量为30%的各项力学性能均优于复掺总量为50%的力学性能；当粉煤灰掺量为30%不变时，自密实混凝土的各项力学性能随着硅灰掺量的增大而相应地得到改善。1.3楔入劈拉法试验采用楔入劈拉法[14]测定自密实混凝土的双K断裂参数，制作了15组75块自密实混凝土“凹”形试块，试件尺寸为200mm×200mm×230mm，预制裂缝采用厚度为3mm钢片制成，缝高为80mm，试件标准养护28d后进行断裂试验。楔入劈拉法试验装置如图2所示，采用传力装置将较小的竖向力通过楔形加载架的楔角转换成较大的水平力，使试块从中间劈裂。本试验采用250kN疲劳试验机（MTS）对“凹”形试块进行加载，以位移加载速率加载，控制加载速率为0.005mm/s，采用量程为-1~3mm的夹式引伸计测量试验过程中试件裂缝张口位移（CMOD），从而绘制出荷载–裂缝张口位移（F-CMOD）曲线。支座的位置安排在试件底部的四分之一点上，即距离试件两边各50mm处。试验中在试件裂缝尖端位置布置了电阻应变片来监测混凝土的起裂荷载，采用德国产8通道IMC动态数据采集系统采集应变片数据。图2楔入劈拉法加载装置Fig.2Loadingtestapparatus1.4双K断裂参数的计算起裂断裂韧度iniIcK按下式计算：3iniHQIc1210()FKfth（1）式中：0323.675[10.12(0.45)](),(1)afh；t和h分别为试件的厚度和高度，m；0a为初始裂缝高度，m；HQF为水平起裂荷载，kN，按下式计算：3VQHQ102tan15FmgF（2）式中：VQF为竖向起裂荷载，kN；m为楔形加载架的质量，本试验的楔形加载架用螺栓固定在试验机上?
将试验分为以下4个系列：（1）粉煤灰单掺：粉煤灰掺量为20%、30%、40%、50%和60%，编号为SCCA1~SCCA5。（2）粉煤灰和矿渣复掺：掺和料掺量为30%和50%，编号为BI和BII，粉煤灰和矿渣比例为7:3、5:5、3:7和0:10，编号为SCCBI(II)1~SCCBI(II)4。（3）粉煤灰和硅灰复掺：粉煤灰掺量30%，硅灰掺量为3%和5%，编号为SCC-C和SCC-C2。（4）基准组：配置水胶比为0.34的普通混凝土，即不掺任何矿物掺和料，编号为NC。自密实混凝土的坍落度为255~270mm，坍落扩展度550~690mm，其工作性能满足自密实混凝土的要求[13]，如图1所示。自密实混凝土配合比及基本力学性能如表1和表2所示。图1自密实混凝土的工作性Fig.1Workingperformanceofself-compactingconcrete表1自密实混凝土配合比Table1MixproportionofSCC（单位：kg/m3）试件编号水泥粉煤灰矿渣硅灰水砂子粗骨料减水剂SCC-A1432108001847888895.40SCC-A2378162001847888895.40SCC-A3324216001847888894.86SCC-A4270270001847888894.86SCC-A5216324001847888894.86SCC-BI13781134901847888895.94SCC-BI2378818101847888895.94SCC-BI33784911301847888895.67SCC-BI4378016201847888895.67SCC-BII12701898101847888895.40SCC-BII227013513501847888895.40SCC-BII32708118901847888895.67
【参考文献】：
期刊论文
[1]自密实混凝土在堆石孔隙中的流动规律研究[J]. 张传虎,金峰,陈松贵,徐小敏. 水力发电学报. 2016(10)
[2]基于线性回归的大坝混凝土起裂韧度确定方法[J]. 卿龙邦,聂雅彤,刘宁,管俊峰. 水力发电学报. 2016(08)
[3]超高掺量粉煤灰大坝混凝土早龄期抗裂性研究[J]. 赵志方,李超,张振宇,王卫仑,周厚贵. 水力发电学报. 2016(07)
[4]现场浇筑大坝混凝土起裂断裂韧度研究[J]. 管俊峰,李庆斌,吴智敏,周绍武. 水利学报. 2014(12)
[5]大坝和湿筛混凝土起裂荷载的确定方法[J]. 赵志方,宋柳林,周厚贵,王卫仑. 浙江工业大学学报. 2014(04)
[6]预制混凝土双板内浇自密实混凝土剪力墙抗震性能[J]. 叶燕华,孙锐,汪恒,薛洲海,王滋军. 北京工业大学学报. 2014(08)
[7]硅灰对自密实混凝土性能的影响[J]. 付亚伟,王硕太,崔云长. 四川建筑科学研究. 2009(01)
[8]水泥-粉煤灰-矿渣复合胶凝材料的水化性能研究[J]. 唐咸燕,肖佳,陈烽,陈雷. 粉煤灰综合利用. 2006(06)
[9]粉煤灰对水泥浆体早期水化和孔结构的影响[J]. 施惠生,方泽锋. 硅酸盐学报. 2004(01)
[10]光弹贴片法研究混凝土裂缝扩展过程及双K断裂参数的尺寸效应[J]. 吴智敏,徐世烺,刘佳毅. 水利学报. 2001(04)
本文编号：3246952
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