配合比参数对混凝土硫酸盐冻融破坏的影响

发布时间：2021-11-07 23:01

　　以用于渠道衬砌的混凝土为例,利用二次通用旋转组合设计优化渠道衬砌用混凝土配合比参数,选取粉煤灰、矿渣、粗骨料体积率、水灰比4个因素,以渠道衬砌用混凝土硫酸盐冻融300次后的相对动弹性模量为指标,建立回归模型,通过对试验结果的方差分析及对所建立模型的优化得到混凝土的最优配合比。结果表明,混凝土抗硫酸盐冻融最优参数为粉煤灰掺量110kg/m3,矿渣掺量70kg/m3,粗骨料体积率为0.335,水灰比0.4,在该最优条件下混凝土相对动弹性模量为90%,二次通用旋转组合设计优化所得混凝土配合比具有良好的抗冻耐久性。 

【文章来源】：水电能源科学. 2020,38(01)北大核心

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【部分图文】：

图2 双因素互作效应曲面图

根据试验结果进行单因素效应分析，结果见图1。由图1可知：(1)在试验水平为-1.682≤Xi≤1.682时，当矿渣、粗骨料体积率、水灰比为零水平时，粉煤灰掺量的单因子效应曲线是一条开口向下的抛物线，混凝土的相对动弹性模量随着粉煤灰掺量的增加呈现出先增大后减小的趋势，在X1=0.5水平时约达到最大值。粉煤灰具有微集料效应和火山灰，其微细颗粒均匀分布于水泥浆体中，其填充效应能减少有害孔隙，改善孔结构提高混凝土的密实性，故而掺加一定掺量的粉煤灰可显著性提高混凝土的强度，增强混凝土抗硫酸盐冻融能力，但粉煤灰的火山灰效应对混凝土的强度贡献主要体现于水化后期，粉煤灰掺量的继续增大会导致混凝土强度降低、混凝土相对动弹性模量下降，从而抗硫酸盐冻融能力下降。(2)当粉煤灰、粗骨料体积率、水灰比为零水平时，矿渣的单因子效应曲线是一条开口向下的抛物线，混凝土的相对动弹性模量随着矿渣掺量的增加呈现出先增大后减小的趋势，在X2=0.5水平时约达到最大值。矿渣对水泥水化具有促进作用，自加水后便表现出一定的火山灰效应，加入适量的矿渣可有效提高混凝土的强度及相对动弹性模量。(3)当粉煤灰、矿渣、水灰比为零水平时，粗骨料体积率的单因子效应曲线是一条开口向下的抛物线，混凝土的相对动弹性模量随着粗骨料体积率掺量的增加呈现出先增大后减小的趋势，在X3=0水平时约达到最大值。粗骨料体积率在一定范围内的增加可有效增大混凝土的强度值，因此混凝土抗硫酸盐冻融能力提高，当粗骨料体积率超过一定范围后，混凝土中浆体减小使混凝土的粘聚性降低、抗硫酸盐冻融能力减弱。(4)当粉煤灰、矿渣、粗骨料体积率为零水平时，水灰比的单因子效应曲线近似是一条斜率为负的直线，混凝土的相对动弹性模量随着水灰比的增加而减小，在X4=-1.682水平时达到最大值，表明水灰比越小混凝土的相对动弹性模量值越高，越能抵抗硫酸盐冻融。3.3 两因素互作效应分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]硫酸盐侵蚀-冻融循环复合作用下混凝土材料耐久性研究[J]. 徐存东,田子荀,谢佳琳,聂俊坤,程慧,刘璐瑶,王国霞.  混凝土. 2017(06)
[2]粉煤灰对混凝土抗冻及抗硫酸盐性能的影响[J]. 李阳,王瑞骏,闫菲,贺新星,孙阳.  西北农林科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
[3]结构混凝土耐久性影响因素的研究进展与探讨[J]. 徐国良,王彩辉.  材料导报. 2013(11)
[4]大掺量矿物掺合料混凝土在氯盐、硫酸盐及其复合溶液中的抗冻性[J]. 麻海燕,孙伟,张建业,燕坤.  南京航空航天大学学报. 2010(06)
[5]盐冻条件下含气量对路用混凝土性能影响的试验分析[J]. 刘冬,李波,赵丽萍.  中外公路. 2010(01)

博士论文
[1]冻融环境多因素耦合作用混凝土结构耐久性研究[D]. 肖前慧.西安建筑科技大学 2010

硕士论文
[1]硫酸盐腐蚀和冻融复合作用下混凝土的性能研究[D]. 张东方.青岛理工大学 2015



本文编号：3482553