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MgO掺量与活性对混凝土动态抗压强度的影响 　　摘 要：为了研究外掺Mgo微膨胀混凝土在不同应变速率条件下的力学性能，进行了不同Mgo掺量以及不同Mgo活性混凝土在不同应变速率的单轴压缩试验，并对微膨胀混凝土的抗压力学基本参数以及相应的破坏机理进行了深入分析。研究结果表明：随着Mgo掺量的升高混凝土的极限抗压强度呈现出先增加后减小的规律，Mgo掺量控制在6%-9%之间能有效的限制混凝土裂缝的扩展;随着Mgo活性的不断提高混凝土极限抗压强度先增加后趋于平缓，Mgo活性在100s时混凝土极限抗压强度达到最大值;随着应变速率的升高，不同Mgo掺量混凝土的极限抗压强度出现了一定的增长，但是这种增长趋势表现出了一定的离散性;Mgo活性较低时，混凝土的内部孔隙较少，混凝土的破坏相对较高活性的有所延迟。随着掺入的Mgo活性增大，Mgo的颗粒相应加大，在低应变速率下，混凝土的延迟破坏表现不明显。 　　关键词： 混凝土;极限抗压强度; 氧化镁掺量;氧化镁活性 　　文献标识码： A 文章编号：2015 　　1 引言 　　混凝土干燥收缩、化学收缩使混凝土内部产生拉应力，与温度应力迭加，使得混凝土内部存在很大的收缩拉应力。混凝土是脆性材料，抗拉能力很差，若混凝土内部因收缩而产生的拉应力超过了混凝土的抗拉强度，或拉伸应变超过了混凝土的极限拉伸值，就会导致混凝土产生微裂纹甚至开裂，严重影响到结构的安全。目前国内[15]常常采用的方法是在混凝土中使用某种水泥或外掺某种膨胀物质，它们在水化过程中能产生体积膨胀，抵消温度降低而造成的收缩变形。由于氧化镁水化后生成氢氧化镁，固相体积可增大到2.18倍，体积膨胀产生了内应力。但是MgO含量过高，膨胀量过大，内应力超过混凝土内部拉应力，就会导致混凝土出现开裂破坏[6]，给混凝土结构带来危害。因而各国标准中都限定了熟料中MgO的含量，我国规定不得超过5%，若压蒸安定性合格，可以放宽到6%[6]。如果采取适当的措施，控制MgO的含量，使其水化产生的膨胀量和膨胀速度能控制在一定范围内，与混凝土降温收缩过程在时间上相协调，达到补偿收缩目的，那么就可能变害为利。 　　基于国内外对于外掺氧化镁的研究现状及向家坝水电站导流底孔回填混凝土封堵实际项目的试验要求，本文研究了在标准养护条件下，不同掺量氧化镁、不同活性氧化镁对于混凝土抗压强度的影响。 　　2 试验方案与试验过程 　　2.1 混凝土试件配合比的设计 　　由于本实验方案源自于向家坝的水电站导流底孔回填混凝土外掺MgO微膨胀试验项目。因此本文的混凝土配合比参数来自于向家坝业主方，其所提供的混凝土配比参数如表1所示。 　　 　　根据混凝土配合比参数以及《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011），对外掺氧化镁微膨胀混凝土的配合比进行了详细的计算。具体的配合比如下表2所示。 　　 　　2.2 试件的制作与养护 　　2.2.1混凝土成型与养护 　　制作试件前，清洗试模，并在试模内表面涂一薄层机油。 　　装模。试验采用机械捣实的方法，混凝土拌合物应分两层装入模内，每层的装料厚度大致相等;捣棒应按螺旋方向从边缘向中心均匀进行，在插捣底层混凝土时，捣棒应达到试模底部;插捣上层时，捣棒应贯穿上层后插入下层 20～30mm 插捣时捣棒应保持垂直，不得倾斜。然后应用抹刀沿试模内壁插捣数次;每层插捣次数按10000mm2截面积内不得少于 12 次。 　　振捣。将混凝土捣实后，置于振动台上。振动过程中，用抹刀压紧混凝土表面，挤出气泡，并抹去多余混凝土。振动完毕后，抹平表面。 　　养护。试件成型后，为防止水分蒸发，表面用塑料薄膜覆盖，并在（20±5）℃的条件下静置1～2昼夜，然后编号拆模。拆模后，将成型良好的试件，置于标准养护室中养护28天。 　　2.3 试验方案 　　为了研究外掺MgO微膨胀混凝土在不同应变速率条件下的力学性能，进行了不同MgO掺量（0%、2%、4%、6%、9%、12%）以及不同MgO活性（50s、100s、150s、200s）的混凝土分别在应变速率为10-5/s、10-4/s、10-3/s、10-2/s的混凝土单调压缩试验。试验设备采用10MN微机控制电液伺服大型多功能动静力三轴仪，能实时采集负荷与对应位移的数据，位移测量范围0～100 mm。在加载应变速率为10-6～10-2 s-1范围内具有良好的工作性能，能较好满足本次加载试验的要求。试验取10-5/s为准静态应变速率，为保证数据的完整性，每种应变速率下保证3组有效试验数据，表中数据均为三组有效数据的平均值。 　　3 混凝土抗压基本力学参数分析 　　3.1 峰值应力 　　3.1.1 立方体动态抗压强度与MgO掺量及应变速率的关系