矿粉对自密实混凝土性能的影响.pdf
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1、低温建筑技术 2 0 1 4 年第 8 期( 总第 1 9 4期) 矿粉对 自密 实混凝土性能 的影 响 杨利雄 ( 威海市建筑工程质量检测站 , 山东威海2 6 4 2 0 9 ) 【 摘要】 对水胶比为 0 3 7 , 矿粉取代水泥百分率分别为 1 0 , 1 5 , 2 0 , 2 5 和 3 0 的 自密实混凝土进 行了研究。研究结果表明, 新拌混凝土的坍落扩展度随矿粉取代水泥百分率的变化而变化。当矿粉取代率为 1 5 到 2 0 时, 坍落扩展度在5 5 0 7 0 0 m m之间, 满足设计要求。矿粉取代率 1 5 时的混凝土抗压强度高于比对 组的强度, 同时, 加人矿粉后大于2
2、0 时混凝土的收缩有所增加。矿粉用于 自密实混凝土中是可行的。 【 关键词】 矿粉; 白密实混凝土; 工作性; 抗压强度 【 中图分类号】 1 3 5 5 2 8 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 4 ) 0 8 0 0 2 0 0 3 近年来 , 工程 中 自密实混 凝土 ( S C C) 的使用 量在 显著增加 。 。包括 自密实混凝土在内的高性能混凝 土的制备都是通过加入包括高效减水剂在内的混凝 土外加剂来实现的。而且材料的均匀性、 工作性、 施 工性能都需要加人一定的外加剂来实现。当矿粉材 料在 自密实混凝土中使用时, 达到同样的
3、流动性可以 减少减水剂 的用量。在大多数研究 中提出的基本假 设 是 , 水泥浆 的流动性影 响混 凝土 的工作性 J 。水 泥 浆中早期针状钙矾石 晶体的产生不利于保持混凝土 的流动性。矿粉的加入可以减少水泥孰料的含量, 延 缓水化反 应 的进 程 。高 性 能混 凝 土 即具 有 高 的流 动 性又要求不产生离析 。在其中加入具有化学活性 的火山灰质材料对实现混凝土所需的工作性有积极 意义 。矿渣微粉等矿物掺合料和减水剂等化学外 加剂 已被成功地用 于改善混凝土性能。 文中着重研究新拌 自密实混凝土的工作性及其 硬化后混凝土的性能, 其 中矿粉分别取代水泥 1 0 , 1 5 , 2 0
4、, 2 5 和3 0 。在不同取代率时, 对坍落扩 展度进行 了测试。其高流动性 以及在工程 中的 自密 实性在工程中进行 了验证。结果可以为未来 自密实 混凝土在工程 中的应用提供参考。 1 试验方案 ( 1 ) 试验原材料及配合比。所用水泥 P O 4 2 5 普通硅酸盐水泥, 满足 G B 1 7 5的要求。磨细水淬高炉 矿渣粉化学组成及主要技术性能见表 I 。 表 1 矿渣粉的化学组成及物理性能 所采用的粗骨料是普通碎石 , 最大粒径 1 6 ra m, 表 观密度 2 6 6 0 k g m , 级配合理; 细骨料 为普通河砂, 细 度模 数 为 2 7 5 , 符 合 区中砂 的级
5、配 , 表 观 密度 2 6 4 0 k g IT I 。其它技术性能满足 G B T 1 4 6 8 5及 J G J 5 2 对砂石的质量要求。拌合用水为普通 自来水 , 满足拌 合用水质量要求。本试验所用的外加剂为马贝建筑 材料( 上海) 有限公司生产的缓凝 型聚羧酸盐系高效 减水 剂 , 其 含 固量不低 于 2 8 , 正 常掺 量时减 水率不 低于 2 5 。 通过试配与调整 , 最 终确定 配合 比如表 2所示 。 表 2 混凝 土配合 比 ( 2 ) 试验方法。本试验就新拌混凝土的工作性 能 、 硬化混凝土的力 学性 能及 长期性 能进行 研究 。为 了着重考察矿粉对 自密实混
6、凝土性能的影响, 配合 比 的其它要素, 如水胶 比、 骨料用量、 外加剂用量等保持 不变。新拌混凝土的工作性 主要考察其坍落度、 坍落 扩展度 、 体积密度和含气量。硬化混凝土主要测试其 立方体抗压强度和收缩变形。 2 试 验结果与分析 ( 1 ) 新拌混凝土工作性。新拌混凝土的坍落度 及坍 落扩展度如 图 1 及 图 2所示 。 图 I 结果显示 , 以矿粉 取代 水泥后 , 坍落度随取代 百分率的增大而增大。矿粉取代 3 0 水泥后, 坍落度 增大 1 2 ra m。坍落度损失明显减小 , 取代 3 0 水泥后 , 坍落度损失减小约 7 0 。坍落扩展度也表现 出与坍 落度相似的规律。以
7、矿粉取代水泥 1 5 及以上时, 坍 矿粉对 自密实混凝土性 能的影 响 2 1 落度 、 扩展度及 1 h后的保留值均能满足设计要求。 昌 噗 艇 蜜 7 0 0 g 6 6 0 目 6 2 。 5 8 o 蜜 5 4 0 掺量, 图l 新拌混凝土坍落度 0 l O 1 5 2 O 2 5 3 O 掺 量, 图2 新拌混凝土坍落扩展度 ( 2 ) 体积密度及含气 量 。矿 粉 的密度 ( 2 8 9 0 k g ) 小于水泥的密度( 3 1 8 0 k g m ) , 而矿粉细度大于水 泥细度, 矿粉颗粒与水泥颗粒一定程度上相互填充。 总体上体积密度相差不大。纯水泥作为胶结料时, 体 积 密
8、度 2 4 1 0 k g m 3 , 以矿粉取代 水泥 后 , 体积 密度略有 减小, 但不低于 2 4 0 0 k g l r l 。 含气量对混凝土的工作性和强度均有一定影响。 以矿粉取代水泥后 , 拌合料的含气量有所增加。取代 率从 0 增大到3 0 , 含气量从 0 7 增加到 1 7 。 ( 3 ) 抗压强度 。抗压强度 是评 价混凝 土质 量是 否满足设计要求的重要指标。在实验室条件下, 不同 水泥取代率的混凝 土试件抗压强度及其发展规律如 图3所示。结果显示, 当矿粉取代水泥后 , 混凝土早期 强度较纯水泥胶结料时均有不同程度的降低, 取代量 越大 , 降低 越 明显 。但 后
9、 期强 度 呈 持续 发 展 的趋 势 。 取代量不超过 2 0 时, 后期强度甚至高于纯水泥胶结 料的混凝 土强度 。 龄期, d 图3 不同取代率时混凝土的抗压强度 比进 行 了工程 试验 , 经钻 芯取样 进 行强度 测试 , 试验 结果如图 4所示。结果显示 , 矿粉取代 1 5 和 2 0 后, 取芯试件的后期强度均高于纯水泥胶结料时的混 凝土强度 , 分析原因是施工时气温较高, 结构混凝土 体量较大 , 内部温度较高。根据工程测试结果, 结构 内部温度达 到 4 0 以上。温度条 件有 利 于矿粉 的火 山灰反应 的进行 。 甜 譬 憩 幽 龄期, d 图4 取芯试件抗压强度 (
10、4 ) 收缩。本项 目对取代水泥0 、 1 5 和2 0 的试件在实验室条件下进行了为期 2 8 d的干缩试验 , 试验结 果如图 5 所示 。 g g 耄 娶 龄期, d 图5 矿粉取代水泥后混凝土的干缩 干缩试验结果显示 , 矿粉取代水泥后早期收缩与 纯水泥胶结料的混凝土较为接近。7 d收缩值增大约 1 5 , 2 8 d收缩值增大约 3 2 3 8 。后期收缩增大 明显 。这 与矿 粉后期 的火山灰反应有关 。 3结语 在 自密实混凝土中加入矿粉取代水泥, 对提高混 凝土的工作性减小工作性损失作用明显。尤其有利 于保持混凝土的工作性 , 对实际工程有积极意义。取 代水泥后 , 新拌混凝
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