超细矿粉对水泥和混凝土性能影响研究.pdf
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1、文章编号:1 0 0 7 0 4 6 X( 2 0 1 6 ) 0 1 0 0 3 5 0 4 壤赫 超细矿粉对水泥和混凝土性能影响研究 S t u d y o f E ff e c t o f U l t r a fi n e S l a g o n C e m e n t a n d C o n c r e t e P e r f o r m a n c e 翟伟 ,李建华 ,王振兴 ,杨钱荣 ( 1 上海宝钢新型建材科技有限公司,上海2 0 1 9 0 0 ;2 同济大学材料科学与工程学院,上海2 0 1 8 0 4 ) 摘要: 研究了不同细度矿粉对水泥强度、流动度等性能的影响。将不同超
2、细矿粉掺量用于P HC管桩混凝土,在常 压蒸养和高压蒸养两种养护条件下进行性能对比研究,结果表 明:在蒸养条件下,掺入超细矿粉可较大幅 度提 高混凝土的早期强度 ,且后期 强度持 续增长。通过提 高混凝 土中胶凝材料的用量可实现掺超细矿粉 P HC管桩的免压蒸养生产。 关键词: 超细矿粉、强度、P HC管桩 、免压蒸养护 中图分类号 :TU5 2 8 0 4 3 文献标志码 :A 0 前 言 粒化高炉矿渣是在高炉冶炼生铁时,所得以硅铝酸 盐为主要成分的熔融物,经淬冷成粒后,具有潜在水硬 性的材料,其主要化学成分为 S i O 、A I 0 和 C a O等,通 过不同的生产工艺对矿渣进行加工可
3、得到不同的矿粉系 列产品。在配制混凝土时,加入一定量矿物掺合料不仅 可以节约水泥,对改善混凝土的工作性能,改善混凝土 的内部结构和提高混凝土 的力学性能有着显著的作 用 t l - 5 1 。通常使用的掺合料多为活性矿物掺合料,具有能 够改善混凝土拌合物的和易性,提高混凝土硬化后的密 实性、抗渗性和强度等性能,因此目前较多的工程中使 用活性矿物掺合料 6 。 1 原材料及试验方法 1 1 原料 ( 1 ) 水泥:超细矿粉活性测试用水泥为海豹 P 0 4 2 5 水 泥,R 3 = 2 7 9 M P a ,R 7 = 3 6 4 M P a ,R 2 8 = 5 1 4 M P a 。P H
4、C 管 桩 用 水 泥 为 海 螺 P I I 5 2 5水 泥,R 3 = 3 4 5 M P a , 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金资助 R7 = 4 4 3 MP a,R2 8 = 6 0 1 MP a 。 ( 2 ) 矿粉:上海宝田新型建材公司生产 $ 9 5 、S 1 0 5 、 S 1 1 5 矿渣微粉。化学成分见表 1 。 表 1 矿粉化学成分 ( 3 ) 砂:厦门艾思欧标准砂。 ( 4 ) 减水剂 : 浙江五龙 萘系高效减水剂。 ( 5 ) 水 : 实验室自来水。 1 2 试验方法 1 2 1 粒度分布 采取激光粒度分析的方法,使用库尔特激光粒度分析 仪,使用酒精作
5、为分散介质进行颗粒分布分析。 1 2 2 矿粉性能试验 按照 G B T 1 8 0 4 6 2 0 0 8 用于水泥和混凝土中的粒 化高炉矿渣粉进行。 1 2 0 1 6 粉煤灰 3 5 1 3 混凝土试验方案 1 3 1 相同胶凝材料用量下混凝土试验 本试验采用 P H C管桩混凝土配合比为基准,用 s l 1 5 超细矿粉分别替代 3 0 、4 0 和 5 0 的水泥,采用普通 蒸汽养护和高压蒸汽养护两种方式 ,蒸汽养护压力为 4 M P a ,蒸养时间为 6 h ,蒸养结束后测定 1 d 、2 8 d混凝 土强度。配合比见表 2 。 表 2 相同胶凝材料用量下混凝土配合比、 k g m
6、 1 - 3 2 不同胶凝材料用量下混凝土试验 目前大部分企业在进行 P H C管桩生产时需进行高压 蒸汽养护。该生产操作工艺复杂并且能源消耗较高。为 使 P H C管桩达到免压蒸养条件,通过胶凝材料用量进行 调整, 研究不同胶凝材料用量对混凝土强度的影响,其 他试验条件与上述相同,具体配合比见表 3 。 表 3 不同胶凝材料用量下混凝土配合比 k g m 2 试验结果与讨论 2 1 粒度分布 粒度分布见图 1 一图3 ,化学成分见表 1 。 粒径 u m 图 l $ 9 6 矿粉粒径分布 3 CoAL AsH 1 2 01 6 粒度分布图 厂 f | f 一 图2 S 1 0 6 矿粉粒径分
7、布 粒度分布图 , , - , l | 厂 , I 0 2 O 5 1 2 5 1 0 2 0 5 0 1 0 0 2 0 0 5 0 0 粒径 u m 图 3 S 1 1 5 粒径分布 从图 1、图2 、图 3 可以看出$ 9 5矿渣微粉的颗粒分 布在 0 8 0 IX m, D 9 7 = 4 2 0 3 m,最可几粒径为 2 0 m; S 1 0 5矿渣微粉颗粒分布在 0 4 0 m, D 9 7 = 1 9 9 9 m,最 可几粒径为 6 m, S 1 1 5超细矿粉颗粒分布在 0 3 0 m, D 9 7 = 1 4 1 5 m,最可几粒径为 4 m。随矿粉等级提高, 颗粒分布变窄,
8、D 9 7 和最可几粒径明显减小。 2 2 活性指数及流动度 对掺加 $ 9 5 、S 1 0 5和s l l 5矿粉的水泥胶砂强度、活 性指数及流动度作了测试, 结果见表 4 ,从表 4中可以看 出,掺加普通矿粉 $ 9 5后,早期强度 ( 3 d 、7 d ) 有较大 幅度下降,3 d 、7 d强度分别从 2 7 9 M P a和 3 6 4 M P a , 降低到 1 8 4 M P a和 2 9 5 M P a ,降低幅度分别为 3 4 和 1 9 ,但后期 ( 2 8 d ) 强度相差不大,掺加普通矿粉后流 动度为 1 0 1 ,对胶砂的流动度影响很小;掺加超细矿粉 S l 1 5后
9、,随矿粉细度的增加矿粉的强度 ( 活性 ) 增加, 特别是早期强度增加尤其明显 ,当矿粉 D9 7降低到 1 4 1 5 m时, 矿粉的 3 d 、7 d 、 2 8 d强度分别从 1 8 4 M P a 、2 9 5 M P a 、5 0 9 M P a增大到 2 6 2 M P a 、3 7 9 1 V l P a 、 6 0 1 M P a 。增大幅度分别为 4 2 、2 8 和 1 2 。另外, 从表4中还可以看出随矿粉细度的增加, 需水量有所增加, 胶砂的流动度略有下降。 培求 赚 蚰 如 加 0 , 船$黔 联 m 胁 蚰 加 0 加 8 4 0 、 培 豁帮 5 4 5 4 5
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