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S=mt/(n+t)
式中ΔS—水按在t天龄期的干缩率:
m、n—式验常数。
当t--∞,m=Δs,故m值可以认为是最终干缩率,当Δs=m/2时,n=t,可以认为:值是干缩率发展到最终于缩率一半时所需的龄期,表明于干缩发展的快慢,将上述双曲线经验式化为直线式,根据试验资料用图解法求直线的斜率,取得m和n两个指标,用以说明干缩大小和发展的速度。
关于混凝土干缩的机理较为复杂,主要的原因是内部孔隙水蒸发变化而引起毛细管引力作用,在水泥化生成物硅酸钙体中有大量的吸附水,干燥过程,胶疑体中的开口孔隙里的自由水份逐渐蒸发,因而产生毛细管引力,孔隙受到压缩,体积便随水分减少而不断收缩。
研究资料表明,水泥中掺入粉煤灰后,干缩值较不掺者要小,而在一定龄期(约6-14周)时,趋于稳定,有利于混凝土的抗裂性,这一点在水工混凝土中尤其值得注意,其原因在前一节中所述(粉煤灰的组分、结构与物理性质),在粉煤灰中含有大量球形颗粒,掺入水泥中能减少其需水量,另外,粉煤灰微粒参与水泥浆凝结构,二次水反应生成的水化物增强了原有水泥石结构。
(四)掺粉煤灰的混凝土的强度
注:试验时,用600号大坝水泥,掺入唐山电厂粉煤灰。
我们在潘家口水库大坝混凝土材料试验中,用600号纯大坝水泥,掺入唐山电厂的粉煤灰(原状灰与磨细灰),掺量分别为15%、30%及45%,灰水比取1.3、1.6、1.9、2.2、2.6五个,坍落度维持在6-8厘米,石于晕大粒径为40毫米,分别测定7天,28天,90天及180天龄期的抗压强度和劈裂抗拉强度。
不掺粉煤灰时,纯大坝混凝土的强度取决于自变量龄期t(对数值)和灰水比(C/W),根据试验数据用最小乘法整理成二元回归经验式,掺用粉煤灰的混凝土再加上第三个自变量,即粉煤灰的掺量Z,也根据试验数据整理三元回归经验式,这些多元回归经验式均列于表8中。
表 8 混凝土强度、龄期、灰水比粉煤灰掺量关系
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强
度 |
粉煤灰
种类 |
R(R ρ)-t-CIW-Z |
组数
n |
复相关
系数r |
剩余标
准差s |
离差系数
Cr |
|
抗压强度R |
不掺 |
R=158tgt+224C/W-346 |
48 |
0.94 |
47 |
14.1% |
|
原状灰 |
R=138tgt+162C/W-4Z-193 |
60 |
0.97 |
30 |
13.5% |
|
磨细灰 |
R=145tgt+194C/W-2Z-284 |
60 |
0.97 |
31 |
12.2% |
|
劈裂抗拉强度R2 |
不掺 |
R ρ=7.5tgt+8.0C/W-9.1 |
47 |
0.91 |
2.5 |
13.9% |
|
原状灰 |
R ρ=7.8tgt+8.0C/W-0.16Z-9.1 |
60 |
0.95 |
1.9 |
13.6% |
|
磨细灰 |
R ρ=8.2tgt+10.5C/W-0.15Z-12.3 |
60 |
0.95 |
2.2 |
13.1% |
注:t=7-180天,Z=15-45%
再依试验资料,以7-180天龄期的抗拉强度R,为纵座标,相应的抗压强度R为横座标,并以原状灰、磨细灰和不掺粉煤灰的三种不同情况整理成R,~R的经验式,绘成图2。

从图2看出:
1、三条直线表明,混凝土的抗拉强度均随抗压强度的增高而加大。磨细灰的直线居上,原状灰的直线居中,不掺粉煤灰的直线居下。说明在满足一定抗压强度时(超过100—145公斤/厘米2或抗拉强度超过8-10公斤/厘米2),掺粉煤灰可以获得较高抗拉强度,磨细灰比原状灰获得的效果更好;
2、对于同一抗压强度的掺粉煤灰的混凝土来说,掺磨细灰的抗拉强度比掺原状灰的高8%,抗压强度越高,掺粉煤灰对抗拉强度效果也越好;
3、在90-180天龄期间,掺粉煤灰的混凝土的抗压强度大都超过100-145公斤/厘米2,此时,在满足一定抗压强度时,可以获得较高的抗拉强度。众所周知,混凝土具有较高的抗压强度而抗拉强度低的特点,这往往是混凝土容易产生裂缝的一个主要原因,通过掺用粉煤灰(尤其是磨细灰)于大坝混凝土中的试验表明,可以改善后期抗拉强度从而有利于防止后期裂缝的出现。
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粉煤灰 |
Rp-R经验式 |
组数n |
相关系数r |
剩余标准差S |
离差系数C |
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不掺粉灰 |
Rp=0.039R+4.3 |
47 |
0.91 |
2.4 |
13.4% |
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掺原状灰 |
Rp=0.050R+2.7 |
60 |
0.95 |
1.9 |
14.0% |
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掺磨细灰 |
Rp=0.054R+2.8 |
60 |
0.96 |
2.0 |
12.5% |
参考资料(省略)
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