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无熟料水泥混凝土的物理力学特性.pdf
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1、2 0 1 2年 第 1期 (总 第 2 6 7 期 ) Nu mb e r 1 i n 2 0 1 2 ( T o t a l No 2 6 7 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 理论研究 THE0RETI CAL RES E ARCH d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 2 0 1 0 1 1 无熟料水泥混凝土的物理力学特性 秦毅 a 。朴应模 ( 辽东学院 a 土木工程系;b 建筑材料研究所,辽宁 丹东 1 1 8 0 0 3 ) 摘要 : 无熟料水泥混凝i( N S C) 是用水淬高炉矿渣( G B F S
2、 ) 和激发剂的混合物作为胶凝材料而配制的新型混凝土, 其性能取决于 O B F S的碱度、 化学成分、 玻璃化率以及激发剂的种类和数量。 为此, 以磷石膏作为G B F S的激发剂来配制NS C后, 采用与普通水泥混凝 土( 简称 O P C) 对比的方法、 进行了和易性、 强度及其与钢筋黏结强度的试验探讨。 结果表明: N s c的和易性优于 O P C ; 早期强度主要来源 于钙矾石并接近O P C, 长期强度则主要来源于 C S H水化物且远远超过 O P C 。 关键词: 无熟料水泥混凝土;和易性;抗压强度;钢筋黏结力 中图分类号: T U5 2 8 0 1 文献标志码 : A 文章
3、编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 2 ) 0 1 0 0 3 11 0 3 Phy s i c al a nd m e c ha ni c al c ha r a c t er i s t i c s of non c l i n k er c ema nt c onc r e t e s 。 J N , P I AO Y i n g - mo ( a De p a r t me n t o f C i v i l E n g i n e e r i n g ; b B u i l d i n gMa t e r i a l R e s e a r c hD e p a
4、 r t me n t , L i a o d o n gu n i v e r s i t yD a n d o n g , Da n d o n g1 1 8 0 0 3C h i n a ) Ab s t r a c t : No n c l i n k e r c e me m c o n c r e t e s ( NS C) i s a n e w t y p e o f c o n c r e t e s , wh i c h i s g o t b y wa t e r ,q u e n c h b l a s t f u r n a c e( GB F S ) a n d g
5、 r i d i n g T h e p e rfo r ma nc e d e p e n d s o n t h e a l k a l i n i t y o f GBFS, t h e c h e mi c a l c o mp o s i t i o n, t h e r a t e o f v i t r i fic a l i o n a n d t h e t y p e a n d q u a n t i t y o f e x c i t ant T h e r e f o r e , WC ma d e GB F S b yt h e e x c i t ant o f
6、p h o s p h o r u s g y p s u m, we t e s t the W o r k a b i l i ty , s t ren g t h a n dt h eb o n d s t r e n g t ho f r e i n f o r c e db yu s i n gthe me t h o d c o mp a r e wi t ho r d i n a r yc e me n t c o n c r e t e( OP C) Th e r e s u l t s h o wi n g the Wo r k a b i l i tyo f NS Ci s
7、 b e a e r tha nOP C me e a r l y s t r e n g t hl i e s i nthe e t t r i n g i t e and a p p r o a c h i n g OPC T he l o n g t e r m i n t e n s i t y l i e s i n t h e C S H and Fa r mo re t h a n OP C K e y wo r d s : NS C; wo r k a b i l i ty; C o mp r e s s i v e s tr e n g t h ; b o n d s t r
8、 e n g t h o f r e i n f o r c e d 0 引言 NS C的主要胶凝材料是水淬高炉矿渣( 简称 G B F S ) , 约占 无熟料水泥质量的 8 0 - 9 0 。 由于 G B F S在冷却处理过程中 所形成的玻璃体结构具有潜在水硬性, 当遇到水分时, 其中的 氧化硅矿物成分首先溶解于水中, 且其水化物在颗粒表面上形 成致密的薄膜层, 阻碍水分向颗粒内部的渗透和内部水化物的 向外扩散 , 使得水化反应不能持续进行 。 若在此时添加适量 的碱类或硫酸盐类 就能破坏已形成的薄膜层或阻止薄膜层的 形成 , 进而促进 G B F S 颗粒中的各种矿物成分持续地溶解和扩
9、 散在水中, 并使这些溶化物就像普通水泥一样在水 中凝结硬化 成坚硬的人造石【3 。 由于 GB F S具有这种特殊的的水化反应机 理,其混凝土的各种性能不尽与 O P C相同。 为了探讨这一点 , 用 GB F S配制 NS C后 , 对其拌合物和硬化体进行了大量的物理 力学及耐久性试验。 强度与和易性是其中的一部分, 目的在于为 NS C的进一步研究提供必要的参考依据。 1 试 验 方 法 1 1 原材料及其配合比 胶凝材料的主要成分为碱度大于 4 5 , 玻璃化率 9 8 5 以上 的 G MF S和磷石膏。 其中, 为消除磷石膏中的磷酸对NS C性能 的影响在0 5 的石灰水溶液中洗涤
10、 5 mi n后, 分别在温度 4 5 0 ( 型无水石膏, 简称 AP G) 和 8 0( 二水石膏, 简称 D P G) 中进 行了干燥处理。 原材料的矿物成分及物理性质见表 1 。 NS C的配合比如表 2所示。 粗骨料为粒径 2 0mm的碎石 ; 细骨料为粒径 5 11 2 1 T 1 以下的河砂; 钢筋为HR B3 3 5的螺纹钢。 另 外, 为比较 NS C的和易性和强度特性配制了普通混凝土( O P C) 和水泥 高炉矿渣为 5 0 5 0的高炉矿渣水泥混凝土( B S C) 。 1 2试验 内容 为了解 NS C搅拌物的和易性及硬化后的强度特性分别进 表 1 各种原材料的矿物成
11、分及物理性质 收稿 日期 :2 0 1 l - 0 7 _ J 0 l 基金项目:国家自 然科学基金资助项目( 5 0 1 6 2 0 0 1 ) ; 辽宁省教育厅科研项目( 2 0 0 6 0 2 9 5 ) ; 辽宁省丹东市科研项 目( 1 9 0 9 0 4 ) 33 表 2 NS C及其混凝土配合比 行了和易性、 抗压强度 、 与钢筋黏结强度等试验。 其中, NS C和 钢筋的黏结试验依据 AS T M C 2 3 4规范进行后 , 用式( 1 ) 计算 了黏结强度 : r = ( U L) ( 1 ) 式中: r 黏结强度, MP a ; F 钢筋拔力, MP a ; u 钢筋周长,
12、 c m; , J 钢筋埋深 , c m。 2 试验结果与分析 2 1 和 易性 NS C拌合物的坍落度试验结果如图 1 所示 , O P C的坍落度 随时间急剧减小, 而 N S C的坍落度则缓慢降低, 到 1 2 0 m i n 时, 两者之间的坍落度损失率之差约为 5 0 。 由于组成 NS C的G MF S 和激发剂具有密度小 、 比表面积大的特点( 表 1 ) , 在相同配合 比 条件下, 可增加单位体积的水泥浆体数量 , 进而更有效地减少 骨料之间的咬合力和摩擦力, 赋予? 昆 凝土良好的流动性。 换言之, NS C在减少水灰比的条件下仍能获得与 O P C相同的坍落度, 进而降低
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- 熟料 水泥 混凝土 物理 力学 特性
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