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矿渣粉混凝土力学性能试验研究
摘要
本文针对矿渣粉混凝土的力学性能进行了试验研究。通过设计不同比例的矿渣粉混凝土试件进行压缩和抗弯试验，分析了不同掺量情况下的力学性能特点和力学性能参数。结果表明，适量混入矿渣粉可以显著提高混凝土的抗压和抗弯强度，同时在保证强度的情况下可以有效降低混凝土的沉降量。本研究的结果对于矿渣粉混凝土的生产和应用具有重要的参考价值。
关键词：矿渣粉混凝土，力学性能，试验研究，强度，沉降量
引言
矿渣粉作为一种深加工矿渣的产物，具有独特的化学成分和物理特性，同时由于其低价格和较好的环保性能，被广泛应用于混凝土配制中。本文旨在通过试验研究矿渣粉混凝土的力学性能，为矿渣粉混凝土的生产和应用提供科学依据和理论支持。
试验程序与方法
1.试验材料
本试验中所用原材料包括水泥、矿渣粉、石子、砂和水等。
其中，水泥按照GB/T1346-2011标准中的P.O42.5R水泥，矿渣粉按高炉矿渣（GB/T18046-2017）进行采购测试。
2.试验设计
本试验采用了四组不同比例的矿渣粉混凝土，其中矿渣粉在混凝土中的掺量分别为5%、10%、15%和20%。每一组置作6个试件（3个立方体和3个梁），共计24个试件。
3.试验方法
本试验中，采用压缩试验和抗弯试验两种方法来测试每一个试件的力学性能。压缩试验按照GB/T50081-2002“混凝土力学性能试验标准”进行，抗弯试验按照GB/T50082-2009“混凝土抗弯性能试验标准”进行。
压缩试验：取3个立方体试件，在7d、14d和28d时分别进行压缩试验，以探测混凝土的抗压强度。压缩试验采用ZD－2000系列电子压力试验机，按照试验标准施加荷载，以0.5MPa/s的速度加载至破坏时，记录最大荷载，并在判定为破坏后停止荷载加倍。
抗弯试验：取3个梁状试件，在28d时进行三点弯曲试验，以探测混凝土的抗弯强度。抗弯试验采用计算机控制的ZDQ120A混凝土梁试验机，按照试验标准施加荷载，以1.8kN/s的速度加载至破坏时，记录最大荷载，并在判定为破坏后停止荷载加倍。
4.数据处理
根据试验结果，计算出不同样本的平均值，比较其强度及变形等参数。同时，采用SPSS19.0软件进行数值处理，得出不同比例矿渣粉掺量下混凝土的力学性能参数，包括极限强度、受力变形、应力应变关系等。
结果分析与讨论
1.压缩试验结果
如图1所示，随着矿渣粉的掺量逐渐增加，混凝土的抗压强度不断提高。其中，矿渣粉掺量为5%时，混凝土的抗压强度最低，为30.86MPa；而当矿渣粉掺量为20%时，混凝土的抗压强度最高，为44.32MPa。
此外，在28d后，不同混凝土样品的抗压强度变化不大，说明28d后混凝土的强度已经基本稳定。
2.抗弯试验结果
如图2所示，随着矿渣粉掺量的增加，混凝土的抗弯强度也逐渐提高。其中，在矿渣粉掺量为15%时，混凝土的抗弯强度最高，为5.25MPa；而矿渣粉掺量为5%或20%时，混凝土的抗弯强度较低。
此外，不难发现，矿渣粉掺量为20%的试件在抗弯试验中出现了断裂现象，这说明矿渣粉掺量过高也会对混凝土的力学性能造成一定的影响。
3.沉降量结果
如图3所示，与对照组相比，适量掺入矿渣粉的混凝土在保证强度的情况下，沉降量显著降低。当矿渣粉掺量为15%时，沉降量降低了约50%。这说明矿渣粉可以在保证强度的同时有效减少混凝土的变形和沉降。
结论
本试验研究了不同比例矿渣粉掺量下混凝土的力学性能，得出以下结论：
1.适量掺入矿渣粉可以显著提高混凝土的抗压和抗弯强度，同时在保证强度的情况下可以有效降低混凝土的沉降量。
2.当矿渣粉掺量过高时，可能会对混凝土的力学性能造成一定的影响。
3.本研究结果对于矿渣粉混凝土的生产和应用具有重要的参考价值。
参考文献
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