粉煤灰-矿渣超细复合粉对混凝土耐久性的影响.pdf
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1、 建 筑 技 术 Architecture Technology第 54 卷第 19 期 2023 年 10 月Vol.54 No.19 Oct.20232324粉煤灰-矿渣超细复合粉对混凝土耐久性的影响倪 坤1,廖述聪2,王梦宇2,代佳龙1,王 鑫2,王雪蕊2(1.北京建工新型建材有限责任公司,100015,北京;2.建筑材料工业技术情报研究所,100015,北京)摘要:为了减少混凝土生产中的水泥用量、降低混凝土碳排放,提升混凝土性能,研究了粉煤灰 矿渣超细复合粉作为掺合料对混凝土抗渗透、抗碳化、抗冻、干缩等耐久性能的影响,并简要分析了其影响机理。结果表明:粉煤灰 矿渣超细复合粉能够提升混凝
2、土的抗压强度;掺粉煤灰 矿渣超细复合粉的混凝土抗冻性能、抗氯离子渗透性能、抗碳化性能等耐久性能均有一定程度提升;掺粉煤灰 矿渣超细复合粉后混凝土干缩率降低。关键词:粉煤灰;矿渣粉;超细掺合料;耐久性中图分类号:TU 5 文献标志码:A 文章编号:10004726(2023)19232404INFLUENCE OF ULTRAFINE COMPOSITE POWDER OF FLY ASH AND SLAG ON CONCRETE DURABILITYNI Kun1,LIAO Shu-cong2,WANG Meng-yu2,DAI Jia-long1,WANG Xin2,WANG Xue-rui
3、2(1.BCEG Advanced Construction Materials Co.,Ltd.,100015,Beijing,China;2.Institute of Technical Information for Building Materials Industry,100015,Beijing,China)Abstract:In order to reduce the cement amount and carbon emission in concrete production,and improve the concrete performance,the influence
4、 of ultrafine composite powder of fly ash and slag as admixture on the concrete durability(e.g.permeability resistance,carbonization resistance,frost resistance and dry shrinkage)was studied,and the influence mechanism was briefly analyzed.Results showed:ultrafine composite powder of fly ash and sla
5、g can improve the compressive strength of concrete.The frost resistance,chloride penetration resistance,carbonization resistance and other durability properties of concrete with superfine composite powder of fly ash and slag have been improved to some extent.The dry shrinkage of concrete decreased a
6、fter ultrafine composite powder of fly ash and slag was added.Keywords:fly ash;slag powder;ultrafine admixture;durability如今粉煤灰、矿渣粉等混凝土掺合料的使用已经相当普遍,二者复合使用,可以表现出很好的表面微晶化效应、诱导激活效应和界面耦合效应。粉煤灰矿渣二者发挥各自的优势实现互补,有利于提高混凝土性能。将粉煤灰和矿粉复合后进行超细化处理制得超细复合掺合料,可以显著发挥粉煤灰和矿粉复合后的超叠加效应,赋予混凝土良好的力学性能、耐久性能及干缩性能。通过试验测试了混凝土抗压强度
7、、抗碳化、抗渗性、干缩等混凝土力学性能和长期性能,分析了粉煤灰 矿渣超细复合掺合料对不同配比混凝土性能的影响,掌握其在普通混凝土和高性能混凝土中的应用性能特点和最佳用量,以推广此类超细复合掺合料产品在混凝土搅拌站中的规模化应用,实现减碳、节能、增效的目的。1 原材料及试验1.1 原材料试验中使用的超细复合粉为唐山某公司生产的粉煤灰 矿渣超细复合粉,具体性能见表 1。表 1 超细复合粉性能指标检测项目比表面积/(m2/kg)30 m 筛余/%粒度分析活性指数D 50D 907 d28 d测试结果69208.1021.458093水泥选用唐山生产的 PO 42.5 普通硅酸盐水泥,性能指标见表 2
8、。表 2 水泥性能指标检测项目标准稠度/%凝结时间/min抗折强度/MPa 抗压强度/MPa初凝终凝3d7d3d7d测试结果25.82122685.18.525.653.2矿粉为 S 95 级矿粉,流动度比 102%,28 d 活性收稿日期:20230620作者简介:倪坤(1982),男,山西运城人,高级工程师,博士,e-mail:.2023 年 10 月2325指数 100%,比表面积 430 m2/kg;粉煤灰为 F 类级粉煤灰细度为 11.2%,需水量比 99%。细骨料主要为级中砂和部分铁尾矿砂,粗骨料为洗净的 520 mm 连续级配碎石,外加剂为高性能聚羧酸减水剂。1.2 试验方法试验
9、通过调整超细粉掺量进行了一系列试配,以测试混凝土性能的变化。其中,混凝土抗压强度试验参照 GB/T 500812019混凝土物理力学性能试验方法标准规定的试验方法,混凝土耐久性相关试验参照 GB/T 500822009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准规定的试验方法。1.3 试验配合比运用等质量取代法分别将粉煤灰 矿渣超细复合粉代替不同水胶比的基准配合比(C30 混凝土 A0、C50 混凝土 B0)的全部矿粉后,再逐级增加掺量替代水泥,探讨不同超细粉掺量对普通混凝土和高强混凝土的影响。C30 混凝土水胶比 0.44、砂率 43%,配合比见表 3。表 3 C30 混凝土配合比编号水泥矿粉粉
10、煤灰 复合粉砂石水减水剂A0220548607881 0441607.2A1220086547881 0441607.2A2198086767881 0441607.2A3176086987881 0441607.2A41540861207881 0441607.2A51320861427881 0441607.2A61100861647881 0441607.2高强混凝土的强度等级为 C50,水胶比为 0.33,砂率为 39%,配合比见表 4。表 4 C50 混凝土配合比编号水泥矿粉粉煤灰 复合粉砂石水减水剂B0332688806761 05616010.2B1332088686761 05
11、616010.7B23000881016761 05616011.2B32670881346761 05616011.2B42340881676761 05616011.7B52010882006761 05616011.72 试验结果与讨论2.1 对混凝土抗压强度的影响根据表 3、表 4 的配合比成型混凝土试件,进行抗压强度测试,各龄期试验结果如图 1 所示。706050403020100抗压强度/MPaA0A1A2A3A4A5A67 28 90龄期/d80706050403020100抗压强度/MPaB0B1B2B3B4B57 28 90龄期/d(a)(b)图 1 不同掺量超细粉对混凝土强
12、度的影响(a)抗压强度;(b)抗折强度水胶比在 0.44 时不同超细粉掺量对混凝土抗压强度影响如图 1(a)所示。可以看出,使用粉煤灰 矿渣超细复合掺合料代替矿粉和部分水泥后,各龄期强度均有一定程度的提高,其中 A2 组在 7 d、28 d 提升最高,A3 组在 90 d 强度提升最高。观察水胶比为 0.33 的高强混凝土的试验结果可以得出,粉煤灰 矿渣超细复合粉替代矿粉和水泥后,随着掺量的增加 B1B5 组 7 d 强度逐渐降低,而且 B4、B5 与 B0 组相比强度有较大下降。主要是因为矿物掺合料在掺量较少的情况下,掺合料超细颗粒的微集料效应改善混凝土孔结构,但随着掺量进一步增加,超细粉与
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