【摘要】：Ⅲ級(jí)粉煤灰大量堆存和河砂資源日益緊缺,對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了巨大的壓力,擴(kuò)大Ⅲ級(jí)粉煤灰應(yīng)用范圍和提高其利用率,減少河砂開采量刻不容緩;同時(shí)凍融破壞作為為混凝土結(jié)構(gòu)損傷失效的主要原因之一,使我國(guó)北方和南方局部地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)普遍遭受到不同程度損壞,造成諸多安全隱患和巨大經(jīng)濟(jì)損失;本課題結(jié)合寧夏地域特點(diǎn),研究Ⅲ級(jí)粉煤灰替代細(xì)骨料混凝土的抗凍性能和力學(xué)規(guī)律以及凍后損傷規(guī)律,為研究粉煤灰混凝土抗凍性提供技術(shù)支持,同時(shí)為寧東地區(qū)堆存的大量粉煤灰提供有效利用思路。本研究以C30混凝土為基準(zhǔn),在Ⅱ級(jí)粉煤灰替代細(xì)骨料混凝土研究基礎(chǔ)上,利用主成分分析統(tǒng)計(jì)方法,確定了粉煤灰最優(yōu)替代率。將Ⅲ級(jí)粉煤灰等體積替代細(xì)骨料配置混凝土,在7d、28d、56d齡期對(duì)替代率為0、15%、25%、35%的混凝土進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試,主要為抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和折后抗壓強(qiáng)度。結(jié)果表明:Ⅲ級(jí)粉煤灰作為細(xì)骨料能夠提高混凝土的抗壓強(qiáng)度,具有早強(qiáng)作用,7d抗壓強(qiáng)度均在45MPa以上;28d抗折強(qiáng)度均在5MPa以上;折后抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度可以較精確推導(dǎo)抗壓強(qiáng)度。凍融循環(huán)耐久性試驗(yàn)采用“快凍法”,研究?jī)龊蠡炷恋馁|(zhì)量損失、相對(duì)動(dòng)彈模量、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和強(qiáng)度愈合變化規(guī)律。結(jié)果表明:隨著凍融循環(huán)作用次數(shù)增加,Ⅲ級(jí)粉煤灰細(xì)骨料混凝土試件的相對(duì)動(dòng)彈模量、質(zhì)量、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度均逐步降低;在相同替代率時(shí),水灰比越大,混凝土質(zhì)量損失和相對(duì)彈性模量降低越快;相同凍融循環(huán)次數(shù),替代率越大,質(zhì)量損失率變化相近,相對(duì)彈性模量衰減率增加;抗折強(qiáng)度相較抗壓強(qiáng)度對(duì)凍融循環(huán)次數(shù)更加敏感;引入相對(duì)強(qiáng)度概念,探究強(qiáng)度衰減與凍融循環(huán)次數(shù)規(guī)律相關(guān)性更好;凍后抗折破壞試塊二次養(yǎng)護(hù)28d后抗壓強(qiáng)度基本不變,粉煤灰混凝土后期強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)不再明顯。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)澆筑邊長(zhǎng)1.1m大體積混凝土立方體,檢測(cè)了自然環(huán)境下經(jīng)歷3年凍融混凝土強(qiáng)度變化,期間監(jiān)測(cè)了大體積混凝土水化熱變化和鉆心、回彈法檢測(cè)強(qiáng)度關(guān)系,對(duì)自然凍融循環(huán)混凝土力學(xué)性能衰減與室內(nèi)衰減模型做了比較。結(jié)果表明:大體積粉煤灰混凝土早期粉煤灰基本不參與水化熱反應(yīng),抗裂性能較好;早期鉆芯強(qiáng)度隨著深度變化而變化,后期基本不變;鉆芯強(qiáng)度較于回彈強(qiáng)度與混凝土實(shí)際強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律更加相似,二者存在0.88倍的關(guān)系;室內(nèi)凍融力學(xué)損失模型和自然凍融循環(huán)力學(xué)損失存在差異,實(shí)際工程應(yīng)重視此現(xiàn)象。
【圖文】：

替代率逡逑圖２－２不同替代率荷載變化趨勢(shì)圖逡逑由圖２－２可得，綜合得分與主成分１的得分趨勢(shì)基本相近，由于主成分１的貢獻(xiàn)率達(dá)到６４．９０３％。逡逑主成分２、３的得分則整體呈對(duì)稱的不規(guī)則的波浪形，因?yàn)樗呢暙I(xiàn)率相對(duì)較低，對(duì)綜合得分沒逡逑有起到太大影響。主成分分析方法通過(guò)降維思想，可將多水平的不同指標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換為集中的兩三逡逑個(gè)指標(biāo)，變繁為簡(jiǎn)，判斷其綜合性能高低，為綜合評(píng)定分析混凝土性能提供一種有效方法。通過(guò)逡逑主成分分析，將不同替代率綜合得分排序，粉煤灰細(xì)骨料混凝土替代率為２５％，綜合得分明顯高逡逑于其它水平，為最佳配比，實(shí)際工程粉煤灰等體積替代細(xì)骨料時(shí)應(yīng)考慮采用為２５％作為最佳替代逡逑率。逡逑２．２粉煤灰細(xì)骨料混凝土凍融配合比確定逡逑在之前大量試驗(yàn)研宄的基礎(chǔ)上，選取包括最優(yōu)替代率的部分替代率，分別為０、１５％、２０％、逡逑２５％，采用快速凍融法，進(jìn)行凍融預(yù)試驗(yàn)。按照第二章凍融試驗(yàn)方法進(jìn)行。隨著凍融循環(huán)次數(shù)增逡逑力口

抹平面相對(duì)表面平整度較好，，其它面裸露出現(xiàn)骨料，剝落較嚴(yán)重，相對(duì)彈性模量迅速下破壞；７５逡逑次凍融循環(huán)之后，試件全部破壞。本試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果如下表格２－６和２－７所示：逡逑由圖２－３、２－４可得：２５次循環(huán)都滿足抗凍要求，但混凝土都即將達(dá)到凍融實(shí)驗(yàn)破壞紅線一相逡逑對(duì)動(dòng)彈模量６０％；當(dāng)凍融循環(huán)達(dá)到５０次，基準(zhǔn)混凝土（替代率０％）己經(jīng)斷裂或已成渣粉末，測(cè)逡逑不出相應(yīng)的相對(duì)動(dòng)彈模量。粉煤灰替代率為１５％、２０％、２５％混凝土相對(duì)動(dòng)彈模量分別為６３．６９％、逡逑４０．４２％、３６．６３％。說(shuō)明粉煤灰替代細(xì)骨料提高了混凝土相對(duì)動(dòng)彈模量，提高了混凝土的抗凍性能。逡逑其中當(dāng)替代率為１５％時(shí)，其抗凍等級(jí)多Ｆ５０，具有良好的抗凍性能，屬于抗凍混凝土。替代率為逡逑２０％、２５％，混凝土的抗凍性能下降明顯。試驗(yàn)到７５次循環(huán)時(shí)，試件己經(jīng)全部斷裂或已成渣粉末，逡逑質(zhì)量損失明顯超過(guò)５％。凍融試件的質(zhì)量損失率相對(duì)于相對(duì)動(dòng)彈模量變化，趨于保守。替代率為逡逑２０％時(shí)，５０次循環(huán)后質(zhì)量損失率為３．１％小于５％的凍融破壞界限，而此時(shí)相對(duì)動(dòng)彈模量為４０．４２％逡逑己小于６０％的凍融破壞界限。整體來(lái)說(shuō)
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU528

【參考文獻(xiàn)】

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