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。
?。?)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。混凝土強(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%。
?。?)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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