石灰岩石粉掺量对机制砂混凝土早龄期热膨胀系数的影响

相关。采用自主研发的混凝土早龄期热膨胀系数测量装置，研究了不同掺量石灰岩石粉对机制砂混凝土 Id孔隙率、早

龄期热膨胀系数和抗压强度的彩响规律。研究表明，随着石粉掺量增大，机制砂混凝土 Id孔隙率降低，早龄期热膨胀系 数增大，抗压强度增大。关键词热膨胀系数;机制砂;石粉;早龄期;孔隙率0引言目前在施工过程当中，经常发生混凝土早期开裂现象，

石粉掺量对机制砂混凝土早龄期热膨胀系数影响,揭示机制

砂混凝土早龄期热膨胀系数变化规律,对预防机制砂混凝土

导致混凝土内部钢筋锈蚀及房屋渗水,进而影响建筑使用安 全及服役年限，故如何有效预防混凝土早期开裂已成为工程

早期开裂,提高结构寿命等都具有重要意义。［试验概况1.1试验材料（1） 水泥。采用福建炼石牌42.5R普通硅酸盐水泥,其各

界重点关注问题之一已。随着机制砂在实际工程中得到广泛 应用,机制砂混凝土早期开裂问题也越来越得到重视,石粉

是机制砂混凝土中特殊而又十分重要的成分,但关于石粉对

机制砂混凝土早龄期热膨胀系数及抗裂性能影响的研究较

项性能指标见表1。（2） 粉煤灰。采用宁德市蕉城区闽东粉煤灰供应站生产 II级粉煤灰，其化学成分见表2。烧失量少冋。石灰岩机制砂在工程中有较广泛的应用，研究石灰岩 比表面积/表1水泥性能指标表观密度初凝时间终凝时间(m2/kg)360(kg/m3)3050/min/min185/%1.303d抗折强度/MPa5.73d抗压强度/MPa28d抗压强度/MPa12527.545.0%表2粉煤灰主要化学成分SiO262.69A12O312.76CaOFe2O33.24MgO0.86Na2OK2O4.09so3

0.3

c4.51其他6.111.913.53（3）高效减水剂。采用福建建工建材科技开发有限公司 1.2试验配合比配合比的变化参数为石灰岩石粉掺量（0%、6%、12%和生产的“建研”牌高效减水剂（缓凝型），型号TW-4,其性能指 标见表3O表3减水剂性能指标

％18%）,其中石粉掺量质量百分比为石粉量与粉体材料比值。根据设计混凝土强度等级、最少浆体设计理论问及《普通混凝

外观棕褐色液体固体量氯离子含量硫酸钠含量pH值减水率土配合比设计规程》（JGJ55-2011严确定水粉比,得到试验配

合比如表5所示。33 ±2<0.5<8 7±115-20表5试验配合比

编号水泥砂kg/m3石粉水减水剂⑷粗细骨料。粗骨料采用闽侯苏洋采石场花岗岩碎石, 堆积密度1540kg/m3,饱和面干吸水率0.2%o细骨料采用石灰

普通＞6子粉煤灰A1A2A338336856711641164116442.52843.7880.0001977.655岩机制砂。将石灰岩机制砂进行筛分，其粒径小于0.075mm 的颗粒即为石灰岩石粉。粗细骨料及石灰岩石粉表观密度与

比表面积见表4O表4表观密度与比表面积物理指标表观密度/gg/m）56756756726.27354.17083.8801921867.3567.0426.71035233645.141A4116446.6001801.3抗压强度试验方法抗压强度试验按照《普通混凝土力学性能试验方法标

花岗岩碎石石灰岩机制砂石石粉26702703144.182736准XGB/T 50081-2002）™的规定进行。比表面积/ （m2/kg）0.39531.001.4孔隙率试验方法• 1 •■试验研究孔隙率测试方法参照ASTMC 642-97冈中的方法,将试块

在105%的温度下烘干，直至其质量达到稳定，称其质量为

mlo然后在水中浸泡72h,擦干其表面，再次称重为m2。利用 公式⑴计算其孔隙率。Vp= ^-^xlOO%

px70.7⑴式中：5为孔隙率;P为水的密度。1.5早龄期热膨胀系数试验方法采用自主研发的机制砂混凝土早龄期热膨胀系数测量 装置测量混凝土早龄期热膨胀系数。由电脑自动采集记录试

件温度及位移数据，假设时刻试件内部温度为几试件两

端位移传感器记录位移分别为/和S2 ;t2时刻试件内部温度 为爲,试件两端位移传感器记录的位移分别为S3和& ,则根 据公式⑵,即可测得试件各时段的早龄期热膨胀系数叭。a c —AL _）+（S4-S2）=------- ZXT1= -⑵式中:L为开始试验前试件长度。2试验结果与分析2.1石粉掺量与抗压强度关系A组抗压强度测试结果见图1。A组中龄期与不同石粉

掺量抗压强度比（A2/A]为A2组与A1组抗压强度之比，其

余等同）如图2所示。50-■--亠•- Id3d

7d F 4028d鰹30W20^100 __0r-6 1218石粉掺量（%）图1A组石粉掺量和不同龄期抗压强度关系图2A组抗压强度比• 2 •2019 年由图1可知，随着石粉掺量的增加,机制砂混凝土 Id的

抗压强度增大。由图2可知，随着石灰岩石粉掺量的增大,

ld、3d和7d的抗压强度增大，但增大趋势渐缓。28d抗压强 度随着石粉掺量的增大，有所增大，但Al~ A4组配合比之间

抗压强度相差不大。石粉掺量从6%变化至18%时,A组Id

抗压强度比（A2、A3和A4分别与A1抗压强度之比）分别为

1.13、1.28、1.33;3d 抗压强度比为 1.08、1.16、1.22；7d 抗压强

度比为 1.07、1.12、1.14；28d 的抗压强度比为 1.01、1.06、1.05,

其28d的抗压强度比较接近。2.2石粉掺量与孔隙率关系依据表5的试验配合比，按照1.4节试验方法,测得各组

试件Id孔隙率，作孔隙率与石粉掺量关系图如图3所示。石粉掺量（%）图3 A组石粉掺量与1d孔隙率关系由图3可知，随着石粉掺量的增大,A组试件Id的孔隙 率减小，当石粉掺量从0%变化至18%, A组试件孔隙率从

15.08%降至12.25%,孔隙率减少了 2.83%。2.3石粉掺最与早龄期热膨胀系数关系A组早龄期热膨胀系数（TEC）见图4,以Al试件早龄期

热膨胀系数试验值作为基准，定义早龄期热膨胀系数基准差

&如式⑶所示，计算A组各时段早龄期热膨胀系数基准差。

图5中A2-1.A3-1和A4-1分别表示A2、A3和A4基准差。g = zyJ' 一 ry 性 x]00%

（3）式中:«为基准的试件早龄期热膨胀系数;a；为对比试件的

早龄期热膨胀系数。图4 A组早龄期热膨胀系数随龄期发展曲线第8期(总第220期)试验研究・(2)随着石粉掺量的增加，机制砂混凝土 Id孔隙率减

小,早龄期热膨胀系数增大。参考文献[1] 朱晨峰.锦屏大坝混•凝土集料和粉煤灰等因素对热膨胀

性能的影响[D].南京：东南大学,2008.[2] 姚武，郑欣.配合比参数对混凝土热膨胀系数的影响Q].同

济大学学报：自然科学版,2007,359:77-81.[3] 王雨利，周明凯，李北星等.石粉对水泥湿堆积密度和混

凝土性能的彩响□，重庆建筑大学学报，2009, 30(6):

时间(h )151-154.[4] 陈先锋.轻骨料对高性能混凝土早期自收缩的影响机理

研究[D].福州：福州大学,2011.图5 A组各时间点早龄期热膨胀系数基准差由图5三条曲线可知,A4曲线在最上方,A2曲线在最下 方,A3曲线在中间。A4早龄期热膨胀系数基准差最大,A2最 小,A3居中。由式(3)可知，早龄期热膨胀系数基准差越大,

则早龄期热膨胀系数越大，故A组试件在相同时刻的早龄期

[5] 刘数华，阎培渝.石灰石粉在复合胶凝材料中的水化性能

U].硅酸盐学报，2008,36(10): 1401-1405.[6] 季韬，徐毅慧，罗蜀榕，等.基于最少浆体理论的混凝土配

合比优化Q].混■凝土,2009,⑻:12-14,热膨胀系数大小排序为:A4>A3>A2>A1。因此,A组试件早龄 期热膨胀系数随着石灰岩石粉掺量增大而增大。P]普通混凝土配合比设计规程:JGJ 55-2011 [S]Jb京：中国

标准出版社,2011.3机理分析随着石粉掺量的增加，水泥用量减少，生成的水化产物

[8] 普通混凝土力学性能试验方法标准：GB/T 50081-2002

[S].北京：中国标准出版社,2002.[9] Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened

量减少，机制砂混凝土 Id孔隙率减小(图3),密实度增大。机

制砂混凝土的抗压强度是由石粉的填充和水化产物量共同 决定,而石粉的填充效应起到主导作用。因此,随着石粉掺量

Concrete.ASTMC 642—97 [S]. American Society for Testing and Materials,1997.作者简介：增加，机制砂混凝土的抗压强度增加。随着石粉掺量增加，机

制砂混凝土 Id孔隙率减小(图3);由于石粉的热膨胀系数大

施忠旗(1962-),男，本科，学士，高级工程师，目前从事市

于空气的热膨胀系数，机制砂混凝土早龄期热膨胀系数增 大。政工程及相关专业工作。马世斌(1988-),男，本科，工学学士，工程师，目前从事市

4结论(1)对于掺石灰岩石粉的机制砂混凝土，随着石粉掺量

的增加，水化产物减少,机制砂混凝土 Id孔隙率减小，石粉

政工程、给排水专业工作。周丰(1988-),男，硕士研究生，工学硕士，目前从事结构

工程及相关专业工作。的填充效应起主导作用，其Id抗压强度增大。(上接第65页)让组织管理效率得到提高,特别是对管节堆放、运输路线等 进行合理的规划，也可以让管节拼装时定位更加准确、方便。

机能够满足更多情况下的舱室综合管廊，也可以在更加复杂

的节点使用，更加有利于综合管廊预制拼接技术的推广和实

5结束语预制拼装技术的运用范围不断扩大，在综合管廊方面的

际运用。参考文献使用越来越频繁。因为综合管廊的体积非常大，质量也特别 [1]程东辉，刘芬，许鹏程.预制拼装混凝土连续梁连接方法研

究综述[J].山西建筑.2016(23)重,导致预制拼接在施工应用中受到诸多条件的制约，施工 的难度不断增大。主要对预制管廊拼装技术进行了阐述，解

决了管廊廊体拼装过程中的横撑阻碍难题,悬拼机采用全液

作者简介：郭春升(1986-)，男，本科，路桥工程师，主要

压装置,操作过程简便，安全性高,适用于各种类型管廊拼

研究方向为市政路桥o装，保证了基坑整体稳定性。希望今后的新型预制构件悬拼

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