掺合料对新拌混凝土早期性能的影响.pdf

1 4 低温建筑技术 2 0 1 5年第 1 0期 ( 总第 2 0 8期 ) I ) OI ： 1 0 1 3 9 0 5 j e n k i a w j z 2 0 1 5 1 0 0 0 7 掺合料对 新拌混凝土早期性能的影响 方丽敏 ， 杨海华。 ， 江守恒 ， 朱卫 中 ( 1 黑龙江省寒地建筑 科学研 究院。 哈尔滨1 5 0 0 8 0； 2 中国建筑股份有限公司 ， 北京1 0 0 0 4 4) 【 摘要】 文中研究了 I 级粉煤灰、 I I 级粉煤灰、 2种不同比表面积的 $ 9 5 级矿粉等掺合料对用 P 0 4 2 5水 泥作为硬化组分配制的新拌混凝土的早期工作性能、 含气量 、 压力泌水率及凝结时间的影响。试验结果表明： 掺 入矿渣粉的新拌混凝土坍落度值最高、 压力泌水率最大、 初凝时间最快， 级粉煤灰坍落度值最低、 压力泌水率最 小 、 初凝时间最慢，I 级粉煤灰介于二者之间； 而矿物掺合料种类及掺量对混凝土含气量的影响无明显规律。 【 关键词】 掺合料 ； 新拌混凝土； 早期工作性能 【 中图分类号】 T U 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 5 ) 1 0 0 0 1 4一 o 2 O引言 现代建设工程离不 开混凝 土 ， 现代 混凝 土 的配 制 离不开矿物掺合料， 因此， 毫无疑问， 矿物掺合料已成 为混凝土的一个重要组成部分， 不但经济、 环保 ， 在改 变传统混凝土性能方面起到重要的作用， 品质良好 的 矿物掺合料对高性能混凝 土长期力学性能和耐久性 方面更是有较大改善作用 。大体积混凝土 中采用 矿物掺合料可以降低水化热、 延缓水化温升达到峰值 的时间， 某些矿物细掺合料还能起到抑制碱 一骨料反 应的作用。国内外学者针对矿物掺合料对混凝土性能 影响的研究多集中于力学性能和长期耐久性 ， 而在矿 物掺合料对混凝土早期工作性影响方面的研究相对 较少， 并且， 粉煤灰、 矿渣等工业废渣及沸石粉、 石灰石 粉等天然矿粉虽都为矿物掺合料 ， 但其细度、 颗粒级 配、 活性等均有所不同， 对混凝土性能也会具有不同的 影 响效果 。因此 ， 文 中针 对 I 级 粉煤 灰 、 I I 级 粉煤 灰 、 两种 $ 9 5级矿粉对新拌混凝土工作性 、 含气量、 压 力泌水率及凝结时间等的影响开展试验研究， 以期找 出影响规律， 为混凝土配合比设计与工程应用所参考。 1 原材料及配合 比 试验采用 P 0 4 2 5普通硅 酸盐水 泥 ； I 级粉煤 灰 与 I I 级粉煤灰各一种 ， $ 9 5级矿粉两种 ， 主要物理性 能 分别见表 1 3 ； 试验用砂为中砂 ， 细度模数 2 6 4 ； 5 3 1 5 m m连续 级配 碎石 ； 萘 系高效 减水 剂， 减水 率 2 0 。基准混凝土配合比见表4 。 表 1 水泥技术指标 表 2 粉煤灰技术指标 编 密度 比表面积 活性指数 流动度 比 三氧化硫 含水量 号 g c m一 。 m k g 一 7 d 2 8 d 水 泥 水 砂 石 减水剂 引气剂 k gm k gm k g m 一 k g in一 4 5 7 1 6 0 6 8 9 1 l 2 4 0 8 0 01 2 试 验结果与分析 2 1 矿物掺合料对新拌混凝土工作性的影响 新拌混凝土坍落度和坍落度经时损失对混凝土施 工的可操作性及硬化混凝土性能具 有重要影 响， 因此研 究了不同掺 量的 I 级粉煤灰 、 I I 级粉煤 灰 、 两 种矿 粉对 新拌混凝土工作性的影响规律 ， 试验结果见图 1 和图 2 。 吕 取代量， 图1掺合料对混凝土初始坍落度的影响 由图 1 和图 2可 以看 出 ， 混 凝土初 始坍 落度值 和 方丽敏 等 ： 掺合料 对新拌混凝土早期性能 的影 响 1 5 1 h坍落度值均随矿渣粉掺量的增加而增大 ， 因两种矿 渣粉原材料各项技术指标比较相近 ， 仅比表面积相差 1 1 m k g ， 其掺量相同的情况下 ， 掺两种矿渣粉混凝土 初始坍落度值及 1 h坍落度值十分接近。在取代量相 同的情况下 ， 掺入矿渣粉的混凝土的坍落度值最高， I 级粉煤灰其次， 级粉煤灰最低。 I级粉煤灰和矿渣 粉对混凝土坍落度及其 1 h经时损失的影响规律相同， 混凝土坍落度值均随其掺量的增加而增大。而 级粉 煤灰则与之相反 ， 随其掺 量的增加 ， 混凝土坍落度值逐 渐降低 。这一点在工程应 用中 ， 应给予必要 的注意 。 取代量 图2掺合料对混凝土坍落度l h 经时损失的影响 2 2 矿物掺合料对新拌混凝土含气量的影响 含气量是表 征混凝土抗 冻性 能 的一个 重要指 标 ， 因此， 研究了不同掺量的 I 级粉煤灰、 I I 级粉煤灰和两 种矿粉对新拌混凝 土含 气量的影响 ， 试验结果见 图 3 。 冰 面 缸 取代量， -0 - -KZ1 - 1 1- - KZ2 - -r -F A I +FA 图3矿物掺合料对新拌混凝土含气量的影响 由图 3可见， 在引气剂相同的情况下 ， 矿物掺合料 种类及掺量对混凝土含气量 的影 响并 无明显规律 。 2 3 矿物掺合料对新拌混凝土压力泌水率的影响 压力泌水率是表征混凝土的可泵性的重要指标 ， 因此 ， 研究了不同掺量的 I 级粉煤灰、 I I 级粉煤灰、 两 种矿粉对新拌 混凝土压 力泌水 率 的影 响 ， 试 验结 果见 图 4 。 从 图 4可见 ， 在掺量相 同的情况 下 ， 掺矿渣粉 混凝 土的压力泌水值高于掺粉煤灰混凝土的压力泌水值。 掺矿渣粉混凝土的压力泌水率随其掺量 的增加逐渐 增大， 而掺粉煤灰混凝土的压力泌水率则是随其掺量 的增加而减小 ， 并且掺 级粉煤灰混凝土的压力泌水 率最低 ， 但根据 3 1 节的试验结果， 掺入 级粉煤灰后 混凝土的坍落度也随之降低 ， 因此 ， 不能单由压力泌水 率试验结果判定掺入 级粉煤灰 的混凝土可泵性好 坏 ， 还有待 于通过其他试验综合评定 。 罨 誓 奋 取代量 m m 图4 矿物掺合料对混凝土压力泌水率的影响 2 4 矿物掺合料对混凝土凝结时间的影响 不 同掺量 的 I 级 粉煤 灰 、 I I 级粉 煤 灰 以及 两 种矿 粉对混凝土凝结时间影响的试验结果见图5 。 0 2 0 4 0 6 0 8 0 取代量， 图5 矿物掺合料对混凝土初凝时间的影响 由图5可见， 掺矿渣粉混凝土的初凝时间最短， 掺 I 级粉煤灰混凝土略长， 掺 级粉煤灰混凝土初凝时 间最长 ， 在掺量最大时 ， 掺 级粉煤灰混凝土 的初凝时 间较掺矿渣粉混凝土迟 5 h左右。 3结语 ( 1 ) 掺人矿渣粉的混凝土坍落度值最高 ， I 级 粉煤灰次之， 二者初始及 1 h坍落度值随其掺量的增加 而增大 ， 而 级粉煤灰则与之相反， 随其掺量的增加 ， 混凝土坍落度值降低。 ( 2 ) 在引气剂相同的情况下 ， 矿物掺合料种类 及掺量对混凝土含气量的影响无规律可循。 ( 3 ) 在掺量相同的情况下， 掺不同矿物掺合料 混凝土的压力泌水值 由高到低依次为矿渣粉 、 I 级粉 煤灰和 级粉煤灰。掺矿渣粉混凝土的压力泌水率随 其掺量的增加而增大， 掺粉煤灰混凝土则相反。 目 ， 庭苗 1 6 低温建筑技术 2 0 1 5年第 l 0期( 总第 2 0 8期 ) D OI ： 1 0 1 3 9 0 5 j c n k i d w j z 2 0 1 5 1 0 0 0 8 利用状态方程计算天然气性质 李妍瑶 ， 翁晓霞 ， 公彦蒙 ， 李清平 ， 姚海元 ， 白勇 ( 1 浙江 大学建筑 2 1 2 程学 院， 杭州3 1 0 0 5 8； 2 中海油研究总院 ， 北京1 0 0 0 2 7) 【 摘要】 状态方程如 S o a v e R e d l i c h K w o n g ( S R K ) 方程可以准确描述天然气管道中的气液状态。利用 M A T L A B工具对天然气管道中常见组分计算天然气性质， 用于其计算双组分的气液相图( V L E图) ， 对管道内的混 合组合计算闪蒸模型及气体密度。文中可应用于计算天然气管道中随着管道运行天然气由于压力温度变化而引 起的天然气性质的变化 。 【 关键词】 天然气； 压力控制 ； 组分计算； S R K状态方程； 相平衡 【 中图分类号】 T U 9 9 6 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 5 ) 1 0 0 0 1 6 0 3 0 引言 管道是天然气运输 的最 主要方 式之一 ， 我 国的 天然气基干管网已经基本形成， 天然气管道建设技术 和设计水平也有了飞速发展。未来 1 0年我国需配套 建设大量主干线 、 支 干线 、 支线 天然 气管道 ， 天然气 管 道建设仍将有突飞猛进的发展。天然气管道的管径、 压力 、 钢级将进一步提升 。 为天然气 管道 的安全运 行 ， 往往 对管道 的运 行状 态进行监控。管道内的天然气在运行条件下的特性 ， 即管道内物体的压力 P 、 温度 T 、 体积 V、 组成等可以用 物态方程来表示。S R K方程就是其 中被应用广泛的 之一。既能表达纯物质气 液平衡 的能 力 ， 更适 用于? 昆 合物的气液平衡计算 。 1 计算理论 1 1 S R K方程 天然气管道 中组分 ， S R K方程 的公式 如下所示 ： p一旦一 ( 1 2 Vb V ( V+6 ) 其 中 ： ) ： ( 0 4 2 7 4 8 譬 O t= 1+m( 1一 ) ， T r= 等 m= 0 4 8 0 + 1 5 7 4 w 一 0 1 7 6 t o 对于不同组分间的关系， 则使用经典混合规则 ， 如 下式所示 ： n= z n ， b= i=1 J= 1 其 中 ： 一( ) 1 2相平衡计算 平衡态可以用吉布斯 自由能来进行计算， 其公式 如下 ： d G=V d p S d T +( O G O n ) T I P ， d ni 、 ， ，“ l 其 = ( 嚣 ) p1 = ( 器 ) T 假定计算段 中， 温度和压力恒定 ， 则其吉布斯 自由 能的变化量为 0是两相平衡 。 d G ， = ( O G O n ) ， ， d n = 0 基金项 目 国家科 技重大专项课题 “ 深水流动安全保障与水合物风险控制技术 ” ( 2 0 1 1 Z X 0 5 0 2 6 0 0 4) ( 4 ) 掺不 同矿物掺合 料混凝土 的初凝 时间 由早 及晚依次为矿渣粉、 I 级粉煤灰和 级粉煤灰， 在掺量 最大时 ， 掺 级粉煤灰混凝 土 的初 凝时 间较掺 矿渣 粉 混凝土迟 5 h左右。 参考文献 1 王立久 ，董晶亮 ， 谷 鑫 不同矿物掺合 料对混 凝土早期 强度 和工作性能影响 的研究 J 混凝土 ， 2 0 1 3，( 4 ) ： 7 9 2 涂文懋 ， 彭惠惠 ， 徐兵波， 陈友治 复掺矿物掺合料对 C 5 0海工 混凝土性能影响 J 武汉理工大学学报 ， 2 O O 7 ， ( 6 ) ： 4 9 5 1 3 高治双 ， 赵年全 ，赵常煜 ， 胡明文 ， 苟云龙 大掺量矿 物掺 合 料高性能混凝土在京 沪高 铁 四标段 中的 应用 中 国工程 科 学 ， 2 0 0 9 ，1 1 ( 1 ) ： 2 8 3 3 收稿 日 期 2 0 1 5一 O 8 1 7 作者 简介 方丽敏 ( 1 9 6 4一) ， 女 ， 黑龙江齐齐哈尔人 ， 高级工 程师 ， 从事严寒地区混凝土及其矿物掺合 料性能 研究 。