摘 要：利用磨細(xì)礦渣配制大體積混凝土和高強(qiáng)混凝土。研究了礦渣細(xì)度和摻量對(duì)水泥砂漿流動(dòng)度及強(qiáng)度的影響，以及利用磨細(xì)礦渣配制大體積混凝土和高強(qiáng)混凝土?xí)r礦渣的最佳摻量。
關(guān)鍵詞：磨細(xì)礦渣 細(xì)度 摻量 大體積混凝土 高強(qiáng)混凝土
中圖分類號(hào)：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-7973（2006）2-0084-02
一、試驗(yàn)研究
1．原材料
原材料包括PO52.5 水泥（其物理力學(xué)性能見表1）、本地河砂（II 區(qū)中砂）、級(jí)配碎石（5～25mm）、飲用水、FDN高效減水劑和商品磨細(xì)礦渣（比表面積分別為400m2/kg、550m2/kg、600m2/kg 和750m2/kg，礦渣化學(xué)成分見表2）。
2．試驗(yàn)方法
水泥砂漿、水泥混凝土試件在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)24h 后拆模，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期，檢測(cè)試件強(qiáng)度；水泥砂漿強(qiáng)度試驗(yàn)按《水泥膠砂強(qiáng)度檢測(cè)方法（ISO 法）》（GB/T 17671-1999）進(jìn)行；水泥砂漿流動(dòng)度試驗(yàn)、混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)按《公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ 053－94）進(jìn)行。
二、試驗(yàn)結(jié)果
1．磨細(xì)礦渣對(duì)水泥砂漿性能的影響
?。?）礦渣對(duì)水泥砂漿流動(dòng)度的影響
不同細(xì)度的礦渣分別取代水泥，測(cè)定其水泥砂漿的流動(dòng)度，試驗(yàn)結(jié)果見表3。編號(hào)3-1 為未摻礦渣的對(duì)照組，編號(hào)3-2~3-5 為用不同細(xì)度的礦渣等量取代30％的水泥的試驗(yàn)組。
由表3 試驗(yàn)結(jié)果可知，磨細(xì)礦渣的摻入提高了砂漿的流動(dòng)度，但不同礦渣細(xì)度對(duì)砂漿流動(dòng)度的影響不大。
（2）礦渣對(duì)水泥砂漿強(qiáng)度的影響
將比表面積為550m2/kg 和600m2/kg 的磨細(xì)礦渣分別按30％、40％、50％、60％四個(gè)摻量等量取代水泥，按標(biāo)準(zhǔn)方法成型砂漿試件，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，測(cè)定其3 天、7 天、28 天抗壓抗折強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果見表4。
由表4 試驗(yàn)結(jié)果可知，摻入30％～60％的礦渣后，3d 抗折抗壓強(qiáng)度較不摻礦渣的基準(zhǔn)樣強(qiáng)度低，7d 強(qiáng)度基本持平，28d 強(qiáng)度全面超過基準(zhǔn)樣；而相同礦渣摻量，比表面積由550m2/kg 增加到600m2/kg 時(shí)，砂漿的抗折抗壓強(qiáng)度都有所提高。
2．磨細(xì)礦渣對(duì)混凝土性能的影響
?。?）采用磨細(xì)礦渣配制高強(qiáng)混凝土
采用比表面積為750m2/kg 的磨細(xì)礦渣，配制坍落度大于180mm，強(qiáng)度等級(jí)大于C60 的高強(qiáng)混凝土，不同礦渣摻量及配合比配制的大體積混凝土的試驗(yàn)結(jié)果見表5。由表6 的試驗(yàn)結(jié)果可知，摻入礦渣后，混凝土和易性明顯改善，混凝土早期強(qiáng)度、后期強(qiáng)度均超過基準(zhǔn)樣，28d 強(qiáng)度隨礦渣摻量的增加而增加，考慮早期強(qiáng)度，礦渣最佳摻量為40％～50％。采用礦渣可以配制出強(qiáng)度皆滿足要求的C60～C80 高強(qiáng)混凝土。
（2）采用磨細(xì)礦渣配制大體積混凝土
采用比表面積為550m2/kg 的磨細(xì)礦渣取代部分水泥，配制坍落度大于180mm 的泵送大體積混凝土，不同礦渣摻量及配合比配制的大體積混凝土的試驗(yàn)結(jié)果見表6。由表6 試驗(yàn)結(jié)果可知，摻加礦渣后，混凝土坍落度值增加，7d、28d、90d 強(qiáng)度超過基準(zhǔn)樣。隨著礦渣摻量的增加，強(qiáng)度呈先增加后降低的趨勢(shì)，礦渣最佳摻量為40～50％。
注：配合比——水：膠凝材料：砂：碎石
磨細(xì)礦渣配制高強(qiáng)混凝土和大體積混凝土，混凝土坍落度隨礦渣的摻入增加，這是因?yàn)榛炷翞檫B續(xù)級(jí)配的顆粒堆積體系，粗骨料間隙由細(xì)集料填充，細(xì)集料由水泥顆粒填充，水泥顆粒之間的間隙由更細(xì)的顆粒填充。磨細(xì)礦渣當(dāng)其比表面積大于500m2/kg 時(shí)，小于30um 的顆粒含量達(dá)一般可達(dá)80％以上，小于10um 的顆粒含量也超過30％，細(xì)度較水泥小，因而可起到填充水泥間隙的微集料作用，使混凝土形成自密堆積體系，從而改善其和易性，降低單位體積用水量?；炷翉?qiáng)度增加則是因?yàn)榛炷恋臐{體與集料界面是其破壞的薄弱界面，摻入磨細(xì)礦渣后，能有效地減少CH 晶體在界面區(qū)的富集，改善集料與水泥漿體的界面薄弱區(qū)，隨著礦渣微粉細(xì)度的增加，其改善效果更為明顯。此外，磨細(xì)礦渣中小于10um 的顆粒在混凝土中起微晶核作用，改善了水化產(chǎn)物在空間的分布，使之分布更均勻，混凝土更加密實(shí)。所有這些都有利于混凝土強(qiáng)度的提高。至于摻加礦渣后早期強(qiáng)度降低是因?yàn)榈V渣在早期（3 天）基本不參與水化，只作為微集料起填充作用。到中后期（28 天左右），礦渣才發(fā)揮火山灰效應(yīng)，改善集料與水泥漿體的薄弱界面，使礦渣水泥砂漿強(qiáng)度達(dá)到或超過基準(zhǔn)試件的強(qiáng)度。
三、結(jié)論
?。?）礦渣的摻入對(duì)砂漿的流動(dòng)度有很大的改善作用，但其細(xì)度對(duì)流動(dòng)度其影響不大，而隨著礦渣細(xì)度的增加，砂漿強(qiáng)度有所提高。
?。?）摻入磨細(xì)礦渣使大體積混凝土、高強(qiáng)混凝土和易性大大改善，泌水減少，工作性提高。
?。?）摻入磨細(xì)礦渣（比表面積大于550m2/kg）使得大體積混凝土、高強(qiáng)混凝土早期強(qiáng)度、后期強(qiáng)度都得到提高，礦渣最佳摻量為40～50％。
（4）摻入磨細(xì)礦渣后，混凝土更加密實(shí)，水化產(chǎn)物分布更加均勻，同時(shí)減少CH 晶體在界面區(qū)的富集，改善了集料與水泥漿體的界面薄弱區(qū)，因而和易性、強(qiáng)度都得到提高。
參考文獻(xiàn)
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