掺磷渣粉与粉煤灰碾压混凝土性能研究.pdf
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1、2 0 1 0 年 第 6 期 (总 第 2 4 8 期) Nu mb e r 6 i n 2 0 1 0 ( T 0 t a l No 2 4 8 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 原材料及辅助物料 M ATERI AL AND ADM I NI CI E d o i : 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 - 3 5 5 0 2 0 1 0 0 6 0 2 3 掺磷渣粉与粉煤灰碾压混凝土性能研究 张建峰 ,杨 华全 ,王迎春,董维佳 ( 长江水利委员会长江科学院 ,水利部水工程安全 与病害防治工程技术研 究中心 ,湖北 武汉 4 3 0 0 1 0 ) 摘要
2、: 对掺磷渣粉和粉煤灰碾压混凝土进行了试验 , 对掺磷渣粉碾压混凝土的水化机理进行 了分析。结果表明 : 与掺粉煤灰碾压混凝 土相 比, 掺磷渣粉碾压混凝土具有早期强度低后期强度 高、 极 限拉伸值高和线膨胀系数小等特点 ; 对 比掺粉煤灰碾压混凝 土, 掺磷渣碾压 混凝土的早期抗裂能力较低, 但随着龄期的增长, 其后期的抗裂能力明显比掺粉煤灰碾压混凝土的抗裂能力高。 最后对磷渣粉的水化机理 进行 了分析。 关键词 : 磷渣粉 ;粉煤灰;碾压混凝土 ;性能 ;机理分析 中图分类号: T U 5 2 8 0 4 1 文献标志码 : A 文章编号 : l 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1
3、 0 ) 0 6 0 0 7 4 0 3 S t u dy 011 pr ope r t i e s of RCC wit h ph os pho r ous s l a g an d f l y as h Z H J V GJ j a 力 一 f e n g Y AN GHu a q u a n , WAN GY i n g c h u n , DON GWe i -j i a ( Ya n g t z e R i v e r S c i e n t i fi c R e s e a r c h I n s t i t u t e , R e s e a r c h C e n t e r
4、o f Wa t e r E n g i n e e r i n g S a f e t y and Di s a s t e r P r e v e n t i o no f Mi n i s t r y o f Wa t e r R e s o u r c e s , Wu h a n4 3 0 0 1 0 , C h i n a ) Abs t r ac t : Th eRCCwi t hph o s p h o r o u s s l a gan dflya s hi s t e s t e d, t h e r e s u l t s s h o wst h a t , c o mp
5、 a r e dwi t hRCC a d d e dflya s h, t h eRCC wj m p h o s p h o r o u s s l a g h a dl o w e a r l y s t r e n g t h a n d h i g h l a u e r s g e n g t h , wh i l e t h e u l t i ma t e t e n s i l e w a s h i【gh a n d t h e l i n e a r e x p a n s i o n c o e ffic i e n t w a s s ma l 1 C o n t r
6、 a s t e d t o RCC wi t h fl y a s h, t h e e a r l y c r a c k r e s i s t a n c e o f RCC wi t h p h o s p h o r o u s s l a g i s c o mp a r a t i v e l y l o w, b u t wi t h t h e a g e i n c r e a s i n g, the l a t e c r a c k r e s i s - t a n c e i s s i g n i fic a n t l y h i g h e r t h a
7、n t h e c r a c k r e s i s t a n c e o f RCC wi t h fl y a s h Fina l l y, t h e h y d r a t i o n me c h an i s m o f p h o s p h o r o u s s l a g i s an a l y z e d Ke y wor ds : p ho s p h o r o us s l a g; fl y a s h; RCC; p r o p e r t y; me c h a n i s m a n a l y s i s 磷渣是黄磷生产过程中排放的一种工业废弃物,
8、 其主要化学 成分是C a O和S i 0 每生产 l t 黄磷就会排出8 1 0 t 磷渣。目前, 我国磷渣的排放量较大, 以我国现有黄磷生产能力计, 磷渣的年排 放量达到5 0 0万t 以上, 并且逐年递增 1J。 不仅占用大量土地, 而且 污染环境。 但磷渣粉作为掺合料掺入混凝土后, 可提高混凝土的抗 拉强度和极限拉伸值, 大幅度降低水化热, 收缩小, 耐久胜提高, 抗 渗性好 , 后期强度增进率高等特点。而我 国西南地区磷矿资源 丰富, 粉煤灰相对短缺, 因此在粉煤灰日益紧缺的形势下, 研究磷 渣粉和粉煤灰对混凝 土基本性能及其抗 裂性能 的影响 , 对 于进 一 步加深对磷渣粉基本性
9、能的了解具有重要意义, 可以为磷渣替 代部分粉煤灰用于水工混凝土提供一定的技术支持。 1 试验原材料及混凝土配合 比 1 I 原材料 水泥: 采用峨胜 4 2 5 级中热水泥, 其化学成分见表 1 。 粉煤灰: 采用曲靖方圆环保建材有限公司I I 级粉煤灰, 密度 表 1 水泥化学成分 为 2 3 1 0 k g m 3 , 比表面积为 4 0 1 m2 k g , 其化学成分见表 2 。 表 2 粉煤灰化学成分 原材料品种 C a O S i O2 A1 2 O3 F e 2 o 3 Mg O S O 3 K 2 o N a 20 P 2 0 ,L o s s 曲靖粉煤灰 3 2 4 5 2
10、 5 6 2 4 2 1 9 5 1 1 1 6 0 3 7 1 0 0 O 2 7 3 5 1 磷渣粉 : 采用川投 电冶公司磨细磷渣粉 , 密度为 2 8 8 0 k g m3 , 比表面积为3 5 8 m g , 其化学成分见表 3 。 表 3 磷渣粉化学成分 原材料品种 C a O S i 02 AI 2 O3 F e 2 03 Mg O S O 3 K 2 0 Na 2 0 P 2 o 5 L o s s 磷渣粉 4 9 8 4 3 9 6 2 2 8 6 O 4 7 2 6 9 0 6 9 0 5 6 0 3 0 3 3 1 0 7 1 骨料 : 采用玄武岩人工砂石骨料 。 砂 的
11、密度为 2 9 0 0 k g m3 , 细度模数为 2 9 4 , 石粉含量 9 8 ; 粗骨料的密度 2 9 6 0 k g m , 吸 水率为 0 6 3 。 1 2混凝 土配合 比 试验混凝土配合比如表 4 所示。 2 试验结果与分析 2 1 力学性能 混凝土的抗拉强度是评价混凝土性能最直观的指标 , 混凝 土的抗拉强度主要由水泥浆的抗拉能力及水泥浆与骨料的胶结 能力组成。混凝土的极限拉伸随轴心抗拉强度的提高而线性地 增大, 也随水泥浆体积的增大而增大, 其试验结果如表 5 所示。 收稿 日期 :2 0 1 0 - - 0 1 - 2 7 基金项目: 长江科学院中央级公益科研( c K
12、 s F 2 0 l o 0 l 3 、 Y WF 2 0 0 8 1 3 ) ; 水利部公益性行业科研专项经费项 目( 2 0 0 9 0 1 0 6 6 ) ; 国家自然科学基金重点项 目( 5 0 5 3 9 0 1 0 ) 7 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 4 碾压混凝土配合比 由表 5 可知 : 各个配合 比混凝土的抗压强度和抗拉强度都随着 龄期的增加而增大; 与等掺量的粉煤灰相比, 单掺磷渣的碾压混凝 土早期抗拉强度和抗压强度偏低, 掺磷渣碾压混凝土 2 8 d抗拉 强度增长率平均为5 8 , 而掺粉煤灰碾压混凝土为 7 4 , 而掺磷渣
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