《钢渣浸水膨胀率、活性指数、混凝土基本力学性能指标和应力应变关系、抗压强度、线膨胀系数膨胀率测试方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢渣浸水膨胀率、活性指数、混凝土基本力学性能指标和应力应变关系、抗压强度、线膨胀系数膨胀率测试方法.docx（24页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、附录A钢渣浸水膨胀率测试方法A.1原理采用90C水浴养护的方法，经过一定时间后使钢渣中的游离氧化钙和游离氧化镁消解，进而产生体积膨胀，通过测定钢渣的体积变化率评定其稳定性。A.2试样的制备1 .取具有代表性的样品Iookg烘干,破碎至全部通过31.5mm方孔筛备用。2 .将破碎后的样品经过31.5mm、26.5mm13.2mm4.75mm、2.36mm、0.3mm及0.075mm的方孔筛，将套筛置于振筛机上，振动IOmin；取下套筛,按筛孔大小顺序再逐个用手筛，筛至每分钟通过量小于试样总量0.1%为止，通过的试样并入下一号筛中，并和下一号筛中的试样一起过筛。按照这样的顺序重复进行，直至各号筛全
2、部筛完为止。3 .对粒度进行调整使其满足表A.2中的粒度分布。若钢渣样品最大自然粒度小于表A.2中所规定的值，粒度分布应满足表A.2中钢渣试样最大粒径以下粒度分布的要求。表A.2粒度分布筛孔尺寸mm31.526.513.24.752.360.30.075累计筛余/%02.53052.7658094A.3试验步骤1 .按照土工试验方法标准GB/T50123中的击实试验方法进行重型击实试验，确定最佳含水率和最大干密度。2 .按表A.1中的粒度分布要求称取钢渣（每份7kg）,按最佳含水率加水，充分拌和均匀，配制3个钢渣试样放在密闭的容器内。3 .在试模内装入垫块，铺上滤纸，按照土工试验方法标准GB/
3、T50123中的击实试验方法进行重型击实成型，击实完成后取下套筒，用直尺刮刀刮出多余钢渣，用细料补齐找平试件表面，铺上滤纸，盖上多孔底座。将试模连同多孔底座一起倒置，取走垫块。再次垫上滤纸，装上多孔顶板，擦净试模外部。4 .在多孔顶板上压4块半圆形荷载板，共重5kg。而后，在荷载板上安装百分表架及百分表以测定浸水膨胀率，该百分表应准确对准中央触点并保持竖直状态。5 .将试模放进恒温水浴槽中，试模应全部浸没水中时，立即读取百分表的初始读数do，精确至0.0Immo6 .水浴加热，待水浴槽内温度达到（903）C后保持6h,停止加热，等待其自然冷却。此后，按上述步骤重复进行，并在每天升温前记录百分表
4、读数，如此持续进行10天。A.4结果与计算钢渣的浸水膨胀率取3次试验的平均值作为试验结果，试验结果需精确至0.1%,数值修正可按照数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T8170进行。钢渣的浸水膨胀率可按下式计算：-l00（A.4）120式中：/浸水膨胀率（）;120试件原始高度，单位为毫米（mm）；4。百分表的终读数，单位为毫米（mm）；do百分表的初读数，单位为毫米（mm）。附录B钢渣粉活性指数试验方法8.1 一般规定仪器的选取应符合水泥胶砂强度检验方法（ISo法）GB/T17671中有关规定。8.2 试验材料1 .试验应采用基准水泥或合同约定水泥。2 .钢渣砂应符合水泥胶砂强度检验方法
5、（ISo法）GBZT17671中有关规定。3 .试验应采用自来水或蒸储水。4 .试验应采用受检的钢渣粉。B.3试验条件及方法L试验室应符合水泥胶砂强度检验方法（ISO法）GB/T17671中有关规定，试验使用的各种材料和用具应预先放在试验室内，使其与试验室达到相同温度。2 .进行活性指数试验时，其胶砂配合比应按表B.3选用。表B.3胶砂配合比水泥（g）钢渣粉（g）ISo砂(g)水CmL)31511351135052251注：表中所示为一次搅拌量。3 .试验时，应先将水加入搅拌锅里，再加入预先混匀的水泥和钢渣粉，把锅放置在固定架上，上升至固定位置，然后按水泥胶砂强度检验方法（ISo法）GB/T1
6、7671中6.3节的相关规定进行搅拌。开动机器，低速搅拌30s后，均匀地将砂子加入。当各级砂是分装时，从最初粒级开始,依次将所需的每级砂量加完。把机器转至高速再搅拌30s,此后停拌90s,在第一个15s内用一个胶皮刮具将叶片和锅具上的胶砂刮入锅中间，再在高速下继续搅拌60s。各个搅拌阶段的时间误差应在1S以内。4 .试件应按水泥胶砂强度检验方法（ISo法）GB/T17671中有关规定进行制备。5 .试件脱模前的养护、脱模和水中养护应按水泥胶砂强度检验方法（ISo法）GB/T17671中有关规定进行。6 .试件龄期从水泥加水开始搅拌时算起，不同龄期强度试验应在下列时间里进行：72h45min；7
7、d2h;28d8hoB.4结果与计算在测得对比胶砂和受检胶砂的抗压强度后，按下式计算钢渣粉相应龄期的活性指数，计算结果取整数。A=Xlo0%（B.4）Ro式中：A钢渣粉的活性指数（）；R1受检砂浆相应龄期的强度（MPa）；R。对比砂浆相应龄期的强度（MPa）。附录C钢渣混凝土基本力学性能指标和应力.应变关系c.钢渣混凝土抗压强度和抗拉强度的平均值可按下列公式计算：几n=fk(IM5R)(C.1-1)lm=tk/(1-1.645)(C.1-2)式中：fem、k钢渣混凝土抗压强度平均值、标准值；An钢渣混凝土抗拉强度平均值、标准值;4钢渣混凝土强度变异系数，宜根据试验统计确定。C.2本附录规定的钢
8、渣混凝土应力-应变关系模型应适用于下列条件:1 .强度等级C20C80;2 .质量密度2200kgm32400kg/m3；3 .正常温度和湿度环境；4 .正常加载速度。C.3钢渣混凝土单轴受拉应力.应变曲线(图C3)可按下列公式确定：=(l-tt)Ec(C.3-1)l-pt1.2-0.2xl4=I9.3-2)1(IV.7,X=(C.3-3)t.rf=六(C.3-4)式中：生钢渣混凝土单轴受拉应力-应变曲线下降段参数，按表C.3取值；Ar钢渣混凝土的单轴抗拉强度代表值，其值可根据实际结构分析需要分别取、儿和几1,按表C.3取值；品钢渣混凝土的峰值拉应变，按表C.3取用;4钢渣混凝土单轴受拉损伤演
9、化参数。表C.3钢渣混凝土单轴受拉应力-应变曲线的参数取值ArLO1.52.02.53.03.54.0一658195107118128137%0.310.701.251.952.813.825.00(C.4-1)(C.4-2)(C.4-3)(C.4-4)(C.4-5)图C.3钢渣混凝土单轴受拉应力-应变曲线注：混凝土受拉、受压的应力-应变曲线示意图绘于同一坐标系中，但取不同的比例，符号取“受拉为负，受压为正”。C.4钢渣混凝土单轴受压应力-应变曲线，可按下列公式确定:二(l-djE苫1-jn-Xn1甚1ac(x-l)2xPC=詈X=式中：&钢渣混凝土单轴受压应力-应变曲线下降段参数，按表C.4
10、取值；fcj钢渣混凝土的单轴抗压强度代表值，其值可根据实际结构分析的需要分别取A、Xk和Am，按表C.4取值;钢渣混凝土的峰值压应变，按表C.4取值;钢渣混凝土单轴受压损伤演化参数。表C.4钢渣混凝土单轴受压应力-应变曲线的参数取值Ar2530354045505560657075Qr15601640172017901850192019802030208021302190%1.061.361.651.942.212.482.743.003.253.503.752.62.32.12.01.91.91.81.81.71.71.7注：%为应力-应变曲线下降段应力等于0.5%时的混凝土压应变。C.5在重
11、复荷载作用下，受压钢渣混凝土卸载及再加载应力路径（图C.5）,可按下列公式确定：= Er(-J%nTZ(C.5-1)(C.5-2)(C.5-3)(C.5-4)式中：受压钢渣混凝土的压应力；受压钢渣混凝土的压应变；%受压钢渣混凝土卸载至零应力点时的残余应变；Er受压钢渣混凝土卸载/再加载的变形模量；n、un分别为受压钢渣混凝土从骨架线开始卸载时的应力和应变;%附加应变；%钢渣混凝土受压峰值应力对应的应变。图C.5重复荷载作用下钢渣混凝土应力-应变曲线C.6钢渣混凝土在双轴加载、卸载条件下的本构关系可采用损伤模型或弹塑性模型。弹塑性本构关系可采用弹塑性增量本构理论，损伤本构关系可按下列公式确定：1
12、 .双轴受拉区（dVO,/V0）1）加载方程(C.6-1)(C.6-2)(C.6-3)式中：&受拉损伤演化参数，可由式（C.32）计算，其中工=2；受拉能量等效应变;,v,2有效应力;V混凝土泊松比，可取0.180.222）卸载方程un.l2-un,2=(i)i与一皿12一 un,2(C.6-4)式中：%n,l、OUn,2、Jn,1、un,2-二维卸载点处的应力、应变。在加载方程中，损伤演化参数应采用即时应变换算得到的能量等效应变计算;卸载方程中的损伤演化参数应采用卸载点处的应变换算的能量等效应变计算，并且在整个卸载和再加载过程中保持不变。2 .双轴受压区（d0,（）1）加载方程(C.6-5)
13、(C.6-6)%(1+2)+7(1+v2)2+(2+v1)2-(1+v22+v1)jr-s=s 2r-l(C.6-7)式中：4受压损伤演化参数，可由公式（C.4-2）计算，其中X=三&受压能量等效应变;4受剪屈服参数;r双轴受压强度提高系数，取值范围1.15-1.30,可根据试验数据确定，在缺乏试验数据时可取1.2。2）卸载方程-fuj三一皿(C.6-8)(C.6-9)式中：心塑性因子;附加应变，按公式（C.6-6）计算。附录D钢渣混凝土抗压强度D.1全钢渣砂混凝土力学性能安徽工业大学于峰课题组开展全钢渣砂混凝土力学性能试验研究，分析不同粒径钢渣砂(如0.15mm0.3mm、0.3Inm0.6
14、mm、0.6mm1.18mm和1.18mm2.36mm)对钢渣混凝土抗压强度的影响，如图D.1-1所示。随着钢渣砂取代粒径的增大，全钢渣砂混凝土的抗压强度逐渐提高。钢渣砂取代粒径为0.15mm0.6mm时，全钢渣砂混凝土的抗压强度低于基准混凝土(混凝土中细骨料未采用钢渣砂，而全部采用普通河砂)的抗压强度，当钢渣砂取代粒径大于0.6mm时，钢渣混凝土的抗压强度均高于基准混凝土的抗压强度。这是因为钢渣砂的粒径在0.6mm以下时，钢渣的掺入改变混凝土的内部结构，弱化混凝土中集料与水泥浆体之间的界面过渡区，全钢渣砂混凝土的断裂面基本上是集料与水泥石的粘结面，其抗压强度减小。而当钢渣砂粒径大于0.6mm
15、时，全钢渣砂混凝土的断裂面发生在集料本身，随着钢渣砂取代粒径的增大，混凝土集料的骨架作用充分发挥，全钢渣砂混凝土的界面粘结强度逐渐提高，其抗压强度增大。O5 IO 15202530时间/d 图D.1-2全粒径钢渣砂对抗压强度影响252050 5 0 5 Z5.7.Q Z5 4 3 3 2=dw逆阳由基一基准混凝土强度35-1-OJ5W3mm全钢渣砂混凝上强度T-O.况0.6mm全钢渣砂混凝土强度r- 0.61.18mm全钢渣砂混凝土强度30-图D.1-2为全粒径钢渣砂对钢渣混凝土抗压强度的影响。从图中可以看出,全粒径钢渣砂混凝土的抗压强度低于基准混凝土。这主要是因为试验采用的钢渣砂细度模数小于
16、普通砂的细度模数，在胶凝材料用量相同的情况下，细度模数越小，单位重量的比表面越小，钢渣混凝土的抗压强度越低。全粒径钢渣砂的细度模数介于粒径0.3mm0.6mm与0.6mm1.18mm之间，因此全粒径钢渣砂混凝土的抗压强度也介于二者之间，这与图D.1-1给出的试验结果吻合。O51015202530时间/d图D.1-1不同粒径钢渣砂对抗压强度影响试验结果表明，全钢渣砂混凝土的抗压强度随着取代粒径的增大而增大，全钢渣砂混凝土的抗压强度与平均粒径的关系如图D.1-3所示，通过对试验数据拟合分析，得到全钢渣砂混凝土的抗压强度与平均粒径关系为:几=-6.354。；-2839Qm+13.71(D.1)式中：
17、u全钢渣砂混凝土的抗压强度；Dm钢渣砂取代粒径的平均值。因此，利用钢渣配置钢管膨胀混凝土时，可根据钢管膨胀混凝土要求的混凝土抗压强度计算平均粒径，调整钢渣混凝土配合比。20-J，50.40.81.21.62.0平均粒径mm图D.1-3全钢渣砂混凝土抗压强度与平均粒径关系dQ藕出运D.2全集料钢渣混凝土力学性能安徽工业大学于峰课题组开展全集料钢渣混凝土力学性能试验研究，分析砂率A、水灰比B、钢渣砂掺量C、钢渣砂取代粒径D、粗钢渣掺量E、粗钢渣取代粒径F对全集料钢渣混凝土抗压强度的影响。由极差分析结果可知，水灰比B对全集料钢渣混凝土抗压强度影响最为显著，其次是粗钢渣取代粒径F、钢渣砂掺量C、粗钢渣
18、掺量E、钢渣砂取代粒径D和砂率A对全集料钢渣混凝土抗压强度影响最小。图D.2-1为砂率A对全集料钢渣混凝土抗压强度影响曲线。从图中可以看出，随着砂率增加，全集料钢渣混凝土抗压强度逐渐下降。这主要是因为随着砂率的增加，钢渣砂用量逐渐增大。当水泥用量定时，随着钢渣用量逐渐增加,水泥包裹的面积逐渐减小，从而导致全集料钢渣混凝土抗压强度逐渐降低。图D.2-2为水灰比对全集料钢渣混凝土抗压强度影响曲线。从图中可以看出,随着水灰比减小，全集料钢渣混凝土抗压强度增长速率加快。这是因为随着水灰比减小，水泥用量增加，水泥包裹的面积增加,全集料钢渣混凝土抗压强度增加。33-45.0图D.2-1砂率对全集料钢渣混凝
19、土抗压强度图D.2-2水灰比对全集料钢渣混凝土抗压强的影响度的影响图D.2-3为钢渣砂掺量对全集料钢渣混凝土抗压强度影响曲线。从图中可以看出，随着钢渣砂掺量逐渐增加，全集料钢渣混凝土抗压强度逐渐降。这是因为钢渣砂的细度模数低于普通砂，随着钢渣砂掺量增加，钢渣孔隙率比增加，钢渣砂比表面增加，水泥包裹面积减小，导致钢渣混凝土抗压强度降低。图D.2-3钢渣砂掺量对全集料钢渣混凝土抗压强度的影响图D.2-4钢渣砂取代粒径对全集料钢渣混凝土抗压强度的影响图D.2-4为钢渣砂取代粒径对全集料钢渣混凝土抗压强度影响曲线。从图中可以看出，当钢渣砂取代粒径大于0.3mm时，随着钢渣砂取代粒径增加，全集料钢渣混凝
20、土抗压强度增加幅度较大。这是因为随钢渣砂取代粒径增加，钢渣砂的比表面积逐渐减小，钢渣混凝土界面粘结强度逐渐提高，钢渣混凝土抗压强度逐渐增加。当钢渣取代粒径小于0.3mm时，随着钢渣砂取代粒径增加，钢渣混凝土抗压强度略有降低，且降低幅度偏小。图D.2-5为粗钢渣掺量对全集料钢渣混凝土抗压强度影响曲线。从图中可以看出，随着粗钢渣掺量逐渐增加，全集料钢渣混凝土抗压强度逐渐偏低。这主要是因为粗钢渣掺量的增加，导致钢渣孔隙率比增加，钢渣压碎值低于普通石子,全集料钢渣混凝土抗压强度减小。图D.2-6为粗钢渣取代粒径对全集料钢渣混凝土抗压强度影响曲线。从图中可以看出，当粗钢渣取代粒径大于9.5mm时，随着粗
21、钢渣取代粒径逐渐增加，钢渣混凝土的抗压强度逐渐降低。这主要是因为随着粗钢渣取代粒径增加，钢渣骨料的强度和内部孔隙逐渐降低，致使钢渣混凝土抗压强度降低。当粗钢渣取代粒径小于9.5mm时，随着粗钢渣取代粒径逐渐增加，钢渣混凝土的抗压强度逐渐增大。这主要是因为随着粗钢渣取代粒径增大，钢渣骨料和混凝土界面粘结强度逐渐提高，钢渣混凝土的抗压强度逐渐提高。2724之苍 n-图D.2-5粗钢渣掺量对全集料钢渣混凝土抗图D.2-6粗钢渣取代粒径对全集料钢渣混凝压强度的影响土抗压强度的影响在试验研究的基础上，分析试验因素的交互作用对全集料钢渣混凝土抗压强度的影响规律，得出全集料钢渣混凝土抗压强度最优组合设计为A
22、2B5CiD5E2F30根据试验结果，通过对试验数据进行单因素加权拟合分析，可得到全集料钢渣混凝土抗压强度与上述六个影响因素之间的关系：人=(35.37+0.8315cos(75.4A)+5.942sin(75.4A)+(-3779B3+5250B2-2443B+415.4)(D.2-1)+-(-313.3Cn3+529.5Cn2+45.76Cn+39.52)2HlIllIIIz2+-(-5.036Dn+16.140+26.7)2Iiiinz3,9+(72.7Em3-117.7En+38.5Em+36.47)2,millz51)+-(-13.41F3+46.92F2-46.09Fm+45.56
23、)2mmmz式中：A砂率；B水灰比；Cm钢渣砂掺量百分比；Em粗钢渣掺量百分比；Fm粗钢渣取代平均粒径。附录E钢渣混凝土线膨胀系数测试方法E.1试验仪器设备应符合下列规定：L带有搅拌棒的自动控制恒温水箱，大小应视一次试验试件的多少而定。要求箱内水面应没过试件筒顶50mm左右，温度控制精度应在0.5C以内。2 .量测仪器：差动式电阻应变计，测距250mm；数字电桥；长杆温度计，测温范围应为0100,精度应为0.116.0Replacementparticlesizeofcoarsesteelslag/mm图F.2.6粗钢渣取代粒径对全集料钢渣混凝土膨胀率的影响在试验研究的基础上，通过试验数据进行
24、单因素加权拟合分析，可得到全集料钢渣混凝土膨胀率与上述六个影响因素之间关系:3(-0.1576+0.1561cos(108.6A)-1.153sin(108.6A)214a,+(2063B3-2829B2+1261-183.1)+(16.22Cm3-29.17Cm2+15.54Cm-1.817)(F.2-1)21m，-(10.66D3-30.15Dm2+20.98Dm-2.922)2mmm,(2.71JE3-6.451E2+3.783Em-0.1558)2-ITl111111,+A(Io.995n3-2.408n2+1.15111+0.0907)式中:4砂率；B水灰比；X钢渣砂掺量百分比；M粗钢渣掺量百分比；Fm粗钢渣取代平均粒径。
