粉煤灰在桥涵混凝土中的应用

1 粉煤灰的质量指标
粉煤灰的质量指 标划分为如表 1所 示三个等级。
表 1 粉煤灰质量指标的分级
粉煤灰 等级 ! ∀ 质量指标 细度 ( 45 m 方孔筛筛余 ) 12 20 45 烧失量 5 8 15 需水量比 95 105 115 三氧化硫含量 3 3 3
%
注: 干粉煤灰和湿粉煤灰都可以用, 湿粉煤灰的含水量不宜超过 35 %
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第 37 卷 第 2 期 2 0 1 1年 1月
山
西
建
筑
SHANX I ARCH I TECTURE
Vo. l 37 N o . 2 Jan. 2011
文章编号 : 1009 6825 ( 2011) 02 0110 02
粉煤 灰在 桥 涵混 凝土 中 的应 用
于秀丽
摘 要 : 结合平阳高速路基工程施工实践 , 对粉煤灰在桥涵混凝土 中的应用进 行了介绍 , 分 别阐述 了粉煤灰 的质量 指标 和掺量及实际 应用中的作用和机理 , 指出粉煤灰具有良好的社会和 经济效益 。 关键词 : 粉煤灰 , 混凝土 , 质量指标 , 和易性 中图分类号 : TU 528. 042 粉煤灰的矿 物组 成主要 是玻 璃体、 莫来 石、 石英和 少量 其他 矿物 , 为了正确合理的把粉煤灰作为 一种活性掺 合料按一 定比例 加入到混凝土中 , 对新拌混凝土或是 硬化混凝土 的性能都 有良好 的改善作用 , 粉煤灰混凝土不仅可以 用于大体积 混凝土和 道路工 程 , 还可以用于桥梁 等结构 混凝 土中 , 具有 很好 的社会 和经 济效 益。结合我单位在 平阳 高速公 路路 基工程 施工 中采用 粉煤 灰混 凝土 , 并取得较好的效果 , 本文 浅谈了粉煤灰在混凝土中的作用。 文献标识码 : A 表面光滑致密 , 在混凝土拌合物中能起 一定作用。 对于素混 凝土 和细集料用量不足的混凝土特别 有效。另外 , 由于 粉煤灰的 掺入 改善了混凝土的和 易性、 泌水 性和 离析 现象 , 因此 有利 于较 长距 离的运输和泵送施工。 3) 新拌混凝土中水 泥颗粒易聚集成团 , 粉煤灰 的掺入可有效 分散水泥颗粒 , 释放更 多的 浆体 来润滑 骨料。能 减 少用 水量 , 使 混凝土的水灰比降到更低水平 , 减少泌 水和离析 现象。具有 良好 的保水性 , 有 利于泵送施工。 4) 强度。在物理作 用方面 , 粉 煤灰 的掺入 可分 散水 泥颗 粒 , 使水泥水化更充分 , 提高了水泥浆的密实 度 , 降 低混凝 土的泌 水 , 有利于混凝土中骨料 # 水泥浆界面强 度的提高 ; 在 化学火山 灰作 用方面 , 粉煤 灰颗粒与 Ca( OH ) 2 反应 生成水化 硅酸钙 胶体 , 有利 于混凝土强度的提高。 5) 水化热。用粉煤 灰代替 部分 水泥能 有效 降低水 化热 和热 能膨胀性 ; 混 凝土中水 泥水化 反应 要放 出热量 , 在 大体 积混 凝土 构件中会出现中 心与边 缘温 度差而 产生 应力 导致裂 缝。由 于粉 煤灰的掺入有利于减少在混凝土内 部由水化 热而产生 的升温 , 减 少了混凝土热膨胀出现裂缝的危险 , 这对 于确保大 体积混凝 土的 施工质量起着关键 作用 , 大大 降低 水化 热 , 方 便了 施工 且降 低了 成本 , 在本标 段南河大 桥承台 施工 中 , 每个承 台的 混凝 土数 量为 195 m 3, 用粉煤灰混凝土浇筑后未产生任何裂缝。 6) 耐久性。由于粉煤灰减少了混凝土 的孔隙 , 使混凝土 的抗 渗性明显提高 , 改善了 混凝土 的抗 化学 腐蚀的 能力 , 还 能有 效地 减小碱 # 骨料反应引起的混凝土膨胀 , 极大 地提高 了混凝土 的耐 久性。 7) 增加混凝土的 修饰 性。粉煤 灰混凝 土修 饰性比 基准 混凝 土要好 , 能使 表面平整 饱满 , 减少 其表 面的 蜂窝、 麻 面 , 而且 硬化 后的混凝土色泽更为美观。 粉煤灰混凝土除有 以上 优点外 , 也 有一 定的 副 作用 , 比 如粉 煤灰早期强度低 , 且掺了粉煤灰的混凝土 在气温比 较低的地 区则 要提高强度或延长养护龄期 , 因此在冬季 施工时粉 煤灰混凝 土应 采用早强和保温措施 , 加强养护。 综上所述 , 粉煤灰在使 用中 利大于 弊 , 其 在混 凝土 中的 贡献 还主要取决于其品质及对它的效应 发挥程度 , 尽管 现在对粉 煤灰 的效益的理解还是比较粗浅 , 但粉煤灰质 量指标直 接影响新 拌混 凝土需水量、 保水性以 及流变 性质 , 而 它却决 定了 混凝 土的 初始 结构。 参考文献 : [ 1] 杨 毅 , 谭鉴烈 . 浅谈粉煤灰在混凝土中的应用 [ J]. 山西建 筑 , 2009, 35( 9): 178 179.
收稿日期: 2010 09 21 作者简介: 于秀丽 ( 1979 ), 女, 助理工程师 , 长兴路桥第四工程处, 山西 长治
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第 37 卷 第 2 期 2 0 1 1年 1月
文章编号 : 1009 6825 ( 2011) 02 0111 02 T ECTU RE
表 1 不同条数拉伸试验力值对比
条数 n 断裂拉力值 /kN ∃ 条 - 1 断裂拉力值损失 / % 2 % 应变时单条拉伸力 力值损失 /% 1 1 . 03 0 0 . 34 0 2 0 . 92 10. 7 0 . 29 13. 2 3 0 . 90 12 . 9 0 . 26 23 . 5 4 1 . 0 2 . 91 0 . 25 27 . 2 5 0 . 97 6 . 21 0 . 24 27 . 6
2 粉煤灰的掺量
在普通钢筋混凝 土中 , 粉煤灰掺量 不宜超过 基准混凝 土水泥 用量的 35% , 且粉煤 灰取代水泥率不宜超过 20 % 。预应力钢筋混 凝土中 , 粉煤灰掺量不宜超过 20% , 其粉煤灰取代水泥率采用普通 硅酸盐水泥时不宜大于 15%, 采用矿渣硅酸盐水泥时不宜大于 10 %。
2 不同条数土工格栅单向拉伸试验
试验材料为出厂 后未在工程中使用的 单向土工 格栅 , 为研究 不同试样条数对 试验 结果 的影 响 , 分 别取 单 条 , 2 条 , 3 条 , 4 条 , 5 条单向土工格栅。在加固 路基应 用中 , 主要 是利用 土工 格栅应 变很小时的拉伸特性 , 故在试验中分 别读取断裂 拉力及所 对应的 应变 , 及应变达到 2% 时拉伸 力。所谓断 裂拉 力就是 土工 格栅试 样被拉伸直至断裂过 程中 所能承 受的 最大 拉力 , 以 kN 表示。具 体测试数据处理如下 : 单条拉伸实验数 据 , 断 裂拉力 为 : 1. 03 kN; 应 变 : 11. 75% ; 应 变 2 % 时拉伸力 0. 34 kN; 2条拉伸实验数据 , 断裂拉力为 : 1 . 84 kN; 应变 : 12. 22% ; 应变 2% 时拉伸力 0. 59 kN; 3 条拉伸 实验数 据 , 断 裂拉力为 : 2 . 69 kN; 应变 : 13 . 34% ; 应变 2% 时拉伸力 0 . 78 kN; 4 条 当土工格栅多 条受 力时 , 随着 受力 条数增 加 , 伸长 率也 在增 加 ( 见图 2) 。
3 粉煤灰混凝土的工程应用
1) 粉煤灰在结构混凝土中可置换水泥量多达 60 % , 掺粉煤灰 混凝土配合比的 设计 是以基 准配 合比为 基础 , 按 等稠度、 等 强度 为原则 , 用等量取代 法或超 量取 代法 进行调 整 , 即用粉 煤灰 代替 等体积的水泥 , 一般情况下 , 在 混凝土中合理使用 1 t 粉煤灰可代 替 0. 4 t~ 0. 5 t的水 泥 , 这样大大降低了混凝土 的成本 , 节约了资 源 , 且不管是对新拌混凝土还是硬化 混凝土的性 能都有良 好的改 善作用。 2) 和易性。用高质量的粉 煤灰 取代 部分 水泥 可改 善新 拌混 凝土的和易性。粉煤灰是由大 小不等的球 状颗粒的 玻璃体 组成 ,
1 试验方法和过程
拉伸实验采用 仪器 为南京 土壤 仪器厂 生产 改进 的 TZY 1 型 土工合成材料综合测 定仪 , 夹具为平网纹式 , 试验中用 1 层 ~ 2 层 衬垫 , 拉伸速率 50 mm /m in, 试 验方 法参 照 交通 部 JTG E50 2006 公路工程土工合成材 料试验规程进行操作。 单向土工格栅规格 : TGDG 50 ; 单位面积质量 : 550 g /m 2 % 50 g /m2; 卷宽 : 2. 0 m; 抗拉强度 : 不小于 1. 0 kN /条 , 不小于 50 kN /m; 应变 2% 抗拉强度 : 不小于 0. 2 kN /条 , 不小于 10 kN /m。
粉煤灰用于桥梁 混凝土工程应根据粉 煤灰等级、 混凝 土强度 等级和耐久性要求 , 按下列 规定 使用 : 1) 级 粉煤灰 用于 钢筋混 凝土和跨度小于 6 m 的预应力钢筋混凝土 ; 2) ! 级粉 煤灰适用于 钢筋混凝土和无筋混 凝土 ; 3) ∀ 级粉 煤灰 主要用 于无 筋混 凝土。 对设计强度等级 C30 及以上的无筋粉煤 灰混凝土 宜采用 , ! 级 粉煤灰 ; 4) 用于预应力钢 筋混凝 土 , 钢筋 混凝 土及设 计强 度等级 C30 及以上 的无筋混凝 土的粉煤 灰等级。如经 试验论证 , 可采用 低一 级的粉 煤灰。粉煤 灰用于 跨度小 于 6 m 的 预应力钢 筋混凝 土时 , 放松预应力前 , 粉 煤灰混 凝土 的强度 必须 达到设 计规 定的 强度等级 , 且不得小于 20 M P a 。
Vo. l 37 N o . 2 Jan. 2011
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单向 土 工格 栅拉 伸 性能 试验 研究
朱子超
摘 要 : 通过对单条和多条单向土工格栅 , 以及碾压前后的单向土工格栅进行拉伸试验 , 得出相关指标的变 化范围 , 使其 在不同条件下 能更加符合实际情况 , 从而提高土体的整体强度和稳 定性 。 关键词 : 单向土工格栅 , 拉伸试验 , 抗拉强度 , 应变 中图分类号 : TU 502 土工格栅作为一 种重要的加筋材料 , 是一种 高强度聚 合物产 品 ( 聚丙烯或聚乙烯 ), 呈网 状形式 。土工 格栅加 入土 体中 , 能提 高土体的整体 强度和 稳定 性。单向 土工格 栅的 拉伸强 度和 最大 负荷下应变是各项工 程设计中最基本的技 术指标 , 拉伸性 能的好 坏 , 可以通过拉伸试验进行测试。测定 土工格栅 拉伸性能 的试验 方法有单条法和多条 法。由于 单条试样在 拉伸测试 后 , 所 测得的 拉伸强度和应变 不能 真实、 整体 全面 反映样 品的 实际情 况 ; 而采 用多条法试样 , 可以 有效地 减小 误差 , 使试 验结 果更加 符合 实际 情况 , 所以中国行业标 准 [ 2] 和国 外先 进国家 的相 关标准 [ 3 5] 均采 用多条法拉伸。在加筋土工程 中 , 压实 机械的碾 压是导致 土工格 栅强度降低的 主要因 素之 一。通过 对碾压 前后 的单向 土工 格栅 进行拉伸试验 , 可得到土工格栅强度损失的特征。 文献标识码 : A 拉伸实验数据 , 断裂 拉力为 : 4. 00 kN; 应 变 : 14 . 48% ; 应变 2% 时 拉伸力 0. 99 kN; 5 条拉 伸实验数据 , 断裂 拉力为 : 4 . 83 kN; 应 变 : 14. 12% ; 应变 2% 时拉伸力 1. 23 kN。 综合上述试验结果 可以 看出 , 当土 工格 栅多 条 受力 时 , 所受 力值并不是单条成 倍数 的累加 , 而 是有 不同程 度的 减少 , 其 减少 量与设计值的比例为力值损失。如表 1, 图 1 所 示 , 由表 1 可以看 出 , 随着试验 条数的增 加 , 2% 应 变时 拉伸 力逐 渐减 少 , 其中 单条 拉力最大 , 5 条拉力最小 , 两者相差 27. 6% ; 如果采 用单条试 验结 果指导设计 , 结果偏大 , 对于工程而言偏不安全。