矿物掺合料对绿色高性能混凝土强度的影响.pdf
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1、文章 编号 : 1 0 0 7 0 4 6 X ( 2 0 1 4 ) 0 卜0 0 4 0 0 3 生态建材 矿物掺合料对绿色高性能混凝土强度的影响 E f f e c t o f Mi n e r a l A d mix t u r e s o n t h e S t r e n g t h o f G r e e n H i g h - P e r f o r m a n c e C o n c r e t e 张亚楠 ,王珏 ,李倩 ,韩子龙 ( 武汉大学水利水电学院,湖北 武汉 4 3 0 0 7 2 ) 摘要 :采用正交试验的方法,研究水胶 比、硅灰 、粉煤灰和石灰石粉掺量对 GH
2、P C( 绿 色高性能混凝土 )强度的 影响。研 究结果表明,GHP C抗压强度的影响因素次序依次为水胶比、硅灰掺量、粉煤灰掺量及石灰石粉 掺 量。 当水胶 比为 O 2 8 、硅灰掺 量 为5 、粉 煤 灰掺 量为 2 0 、石灰 石粉掺 量 为 1 0 时 ,可 配制 满足抗 压 强度 在 C6 0 C8 0 _ 1t- 绿 色环保 的 GHP C。 关键词 :GHP C ( 绿 色高性能混凝土 );矿物掺合料 ;正交试验;强度。 中图分类号 :T U5 2 8 3 1 文献标志码 :A 0 前 言 从国外情况来看,用细掺料代替大量熟料,是 G H P C 的发展方向之一。十多年来,美国、
3、瑞典、法国等国家都 对高性能混凝土及绿色高性能混凝土进行了大量的研究。 国内对于绿色高性能混凝土的开发研制和应用也作了大量 的工作,在利用工业废弃物方面取得了可喜的进展l l 1 。 已有的研究表明, 活性掺合料在混凝土中的应用能充 分发挥其火山灰活性效应、微集料效应、减水塑化效应及 耐久效应,大幅度提高混凝土的施工性能、物理力学性能 和耐久性能。目 前,我国配制 H P C采用的活性掺合料主要 是硅灰、超细矿渣粉与优质粉煤灰等。硅灰资源较少,价 格昂贵,水淬矿渣年产 8 0 0 0多万t 已大部分用于水泥混合 材,量少价高决定了它们不可能成为绿色混凝土的大宗的 掺合料,唯有粉煤灰资源十分丰富
4、l 2 _ 。 本文采用正交试验的方法, 研究水胶比、硅灰、粉煤 灰和石灰石粉掺量对 G H P C强度的影响,得到制备 C 6 0 一 C 8 0 的 G H P C最佳配合比,改善目前国内高性能混凝土废 物利用率低的问题,获得环保和经济效益双赢。 l 原材料与试验 本试验采用P O 4 2 5 普通硅酸盐水泥( c ) 、硅灰 ( s F )、 级粉煤灰( F A ) 、石灰石粉( L P ) 、 砂( S ) 、碎石( G ) 及s P 1 高 效减水剂( wR ) 。 4 0 COAL ASH 1 201 4 1 1 胶砂试验 根据对比试验法, 采取单一控制变量方法,表 1 所示 配合
5、比制备尺寸为4 c m 4 c m1 6 c m的试件。试件成型 2 4 h后拆模,并置于常温水中养护。养护 2 8 d之后取出, 将试件用电液式压力试验机测试其抗压强度,结果取平均 值作为分析数据。 表 1 不同胶凝体系的胶砂强度 其他条件相同的情况下,低水灰比可以显著地提高水 泥的强度,石灰石粉掺量过高时会出现特殊情况。添加粉 煤灰和石灰石粉会降低水泥的强度,而且添加石灰石粉强 度降低更明显。当粉煤灰和石灰石粉含量低 ( 2 0 )时, 两者搀和使用比单独使用强度要低;当粉煤灰和石灰石粉 含量高 ( 4 0 )时,两者搀和使用不会降低水泥强度。 当废弃物利用率较高,如掺合料含量 3 0 时
6、,既能获得 较高强度的水泥,又能更有效地达到绿色环保的效果。 1 2 混凝土试验 G H P C的制备: E 艺包括搅拌程序、成型与养护制度。 搅拌程序为:首先将胶凝材料 ( 包括水泥、硅粉、粉煤灰 及石灰石粉 ) 和砂搅拌 2 4 m i n ,最后加水和减水剂搅拌 6m i n 。试件制备尺寸为 1 0 c m1 0 c m1 0 c m。标准养护 2 8 d 后测试混凝土试件强度。根据正交试验的数据分析方 法得出最优配合比以及对混凝土强度的主要影响因素,四 因素三水平表见表 2 。 表 2 正交试验的因素水平 根据表 2的因素水平安排的正交试验如表 3所示。 表 3 正交设计试验配合比
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