超细矿粉对混凝土强度及抗裂性能影响.pdf
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1、4 低温建筑技术 2 0 1 1 年第3 期( 总第 1 5 3 期) 超细矿粉对 混凝土强度及 抗裂性能影响 王坤 , 李秋义 , 宋 晓冉 ( 青岛理工大学 土木工程学院 。 山东青岛2 6 6 0 3 3) 【 摘要】 研究了超细矿粉在聚羧酸高效减水剂作用下对大掺量粉煤灰 、 矿粉混凝土强度及抗裂性能的影 响。结果表明: 矿物掺合料掺量 5 0 时, 单掺 I级粉煤灰 , 混凝土强度能达到基准混凝土的 7 0 , 复掺 1 0 超细 矿粉复掺时, 粉煤灰混凝土强度提高 1 0 一 3 0 ; 单掺 $ 9 5级矿粉时, 强度可达到基准混凝土的9 0 , 复掺 1 0 超 细矿粉复掺时 ,
2、 矿粉混凝土强度提高 1 0 2 0 ; 同胶凝材料用量时, 粉煤灰和 1 0 的 P 1 0 0 0超细矿粉复掺 , 混凝 土早期开裂面积达到单掺粉煤灰系列的 1 2 3倍, 矿粉和 1 0 的 P 1 0 0 0超细矿粉复掺时, 开裂面积可达单掺矿 粉系列的 1 4倍。 【 关键词】 绿色混凝土 ; 强度; 早期抗裂; 超细矿粉; 矿物掺合料 【 中图分类号】 T U 5 2 8 4 4 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 0 0 4 0 3 超细矿粉的高细度、 高活性使其在混凝土中有较 好的填充性和火山灰活性作用, 使
3、混凝土界面区的晶 体数量和孔 隙率减少, 使水泥石更加致密 , 超细矿 粉是制备高强度等级绿色混凝土的理想材料。 试验基于“ 青岛地铁衬砌混凝土配合 比设计” 项 目, 系统研究了单掺粉煤灰、 矿粉以及粉煤灰、 矿粉分 别与超细矿粉复掺, 取代 5 0 水泥时对绿色混凝土强 度及早期抗裂性能的影响。 1 试验原材料 水泥: 选用 P I 5 2 5水泥; 粉煤灰: I 级灰, 4 5 m 筛余量为 1 0 5 , 烧失量为 1 2 , 需水量 比8 9 ; 普 通矿粉 : $ 9 5级矿粉 ; 超细矿粉: P 8 0 0型和 P 1 0 0 0型 2 种超细矿粉 , P 8 0 0比表面积 8
4、 0 0 m 2 k g , P 1 0 0 0比表 面积1 0 0 0 m 2 k g ; 粗骨料: 5 2 5 m m连续级配的花岗 岩碎石。含泥量为 1 0 , 压碎指标为 1 5 8 , 针片状 含量为 8 3 ; 细骨料: 细度模数为 2 4的中砂, 含泥 量为 2 0 ; 外加剂: 聚羧酸减水剂 , 减水率达 3 0 ; 水 : 自来水 。 2 试验方案及试验方法 试验主要研究了粉煤灰和矿粉两种胶凝材料体 系的绿色混凝土的强度及抗裂性能, 胶凝材料体系为: ( 1 ) 粉煤灰混凝土系列: 单掺 5 0 的粉煤灰、 4 0 粉煤灰 +1 0 P 8 0 0超 细矿 粉和 4 0 粉煤
5、灰 + 1 O P 1 0 0 0超细矿粉 。 ( 2 ) 矿粉混凝土系列: 单掺 5 0 的矿粉、 4 0 矿 粉 +1 0 P 8 0 0超细矿粉和 4 0 矿粉 +1 0 P 1 0 0 0超 细矿粉 。 胶凝材料用量分别为 3 5 0 、 3 9 0 、 4 3 0和 4 7 0 k g m , 其中矿物掺合料占胶凝材料总量的 5 0 , 试验统一采 用 4 0 的砂率, 制备粉煤灰系列混凝土时, 外加剂掺 量 占胶凝材料总量的 1 2 , 矿粉系列混凝土外加剂 占1 5 , 考虑实际工程情况, 通过微调整用水量, 控 制坍落度在( 1 8 0 2 0 ) m l n 。 早期开裂试验
6、按照 G B T 5 0 0 8 22 0 0 9 ( 普通混凝 土长期性能和耐久性试验方法标准 相关规定, 测试 了混凝土试件在约束条件下早期开裂情况。 3试验结果分 析 3 1 超细矿粉对粉煤灰系列混凝土强度影响 粉煤灰系列混凝土强度数据 , 见图 1 。由图 1可 以得到 : ( 1 ) 当 I 级粉煤灰掺量 5 0 时, 单掺粉煤灰系 列混凝土强度约达到基准强度的 7 0 , 同胶凝材料用 量条件下 , 复掺 1 0 的 P 1 0 0 0超细矿粉, 混凝土的强 度达到单掺粉煤灰系列的 1 11 3倍; P 1 0 0 0超细矿 粉对混凝土强度 的改善作用随着胶凝材料用量的增 加而提高
7、; 复掺 1 0 的P 8 0 0超细矿粉 , 胶凝材料用量 3 5 0 k g m 时, 其对粉煤灰混凝土强度的改善作用不明 显 , 随着 胶凝 材料 用 量 的增 多 , 对 混凝 土强 度 的改善 效果越明显。基准混凝土 2 8 5 6 d强度最大增幅仅为 5 6 , 粉煤灰系列混凝土强度最大增幅达 l 1 9 。 ( 2 ) 超细 矿粉 细度 越大 , 对 混凝 土强 度 的增强 效果越好 , 3 d时, 掺加 P 1 0 0 0系列混凝土强度为掺加 P 8 0 0系列的 1 1 1 3倍, 随着龄期的增长, 强度差距 逐渐减少。胶凝材料为3 5 0 k g m 时, 掺加 P 1 0
8、 0 0系列 强度可达到掺加 P S 0 0系列 1 3 5 倍。 粉煤灰的大量掺入, 造成早期粉煤灰玻璃体界面 的火山灰活性不能较好的发挥, 因此早期粉煤灰系列 混凝土的强度较低。在掺合料中掺加一定量 的超细 矿粉能使水泥石中的胶凝物质 的量增加、 质改善、 减 弱界面过渡层 C a ( O H) 结晶的定向排列 , 填充水泥石 的孑 L 隙, 极大的改善混凝土的界面粘结强度 , 从而改 善混凝土的力学性能 。 王 坤等 : 超细矿粉对混凝土强度及抗裂性 能影 响 5 6 O 5 0 皇 4 0 警 3 0 2 0 1 0 髓 3 1 O 3 5 0 3 9 0 43 0 4 7 0 5 1
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