矿物掺合料对C100~C120超高强混凝土基本性能的影响.pdf
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1、2 0 1 2年第 3期 3月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT P RODUCTS 2 01 2 No 3 Ma r c h 矿物掺合料对 C1 0 0 C1 2 0超高强混凝土 基本性能的影响 王 斌 , 李晓欢 , 徐芬莲 , 苏 华 ( 中建商品混凝土成都有限公 司 6 1 0 0 5 2 ) 摘要 : 通过正 交试验考 察 了胶 凝材料总量 、 水泥用量及超 细粉 煤灰用量对超 高强混凝土抗压 强度的影响 , 研 究了硅灰 、 超细粉 煤灰与复合硅材等矿物掺合料对 C1 0 0 C1 2 0超 高强混凝土基本性能的影响。结果表明 ,
2、 对超 高强 混凝土 强度影响最主要的 因素是水泥在胶 凝材料 中所 占的比例 ;超细粉煤灰与硅灰 复掺 对超 高强混凝土工作性能 与强度 改善效果较好 ; 复合硅材对超 高强混凝 土的工作性能与强度均有一定的提 高。 关键词 : 超 高强混凝土 ; 超 细粉煤灰 ; 硅 灰 ; 复合硅材 ; 正交试验 Ab s t r a c t :T h e i n fl u e n c e s o f t o t a l a mo u n t c e me n t i t i o u s ma t e ria l ,c e me n t c o n t e n t a n d u l t r a - f
3、i n e fl y a s h d o s a g e o n t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f u l t r a - h i【g h s t r e n g t h c o n c r e t e a r e s t u d i e d b y o r t h o g o n a l t e s t T h e e ff e c t s o f mi n e r al a d mi x t u r e s s u c h a s s i l i c a f u me , u l t r a - fi n e fl y a s h
4、 a n d s i l i c e o u s a d mi x t u r e o n t h e b a s i c p r o p e r t i e s o f C1 0 0 C1 2 0 u l t r a h i g h s tre n g t h c o n c r e t e a r e r e s e a r c h e d T h e r e s u l t s s h o w tha t the ma i n a f f e c t e d f a c t o r o n t h e c o mp r e s s s t r e n gth o f u l t r a
5、- h i g h s tr e n gth c o n c r e t e i s t h e p r o p o r t i o n o f c e me n t i n the c e me n t i t i o u s ma t e r i a 1 Co mp o u n d i n g b o th u l t r a fi n e fl y a s h a n d s i l i c a f u me i s b e t t e r f o r t h e wo r k a b i l i t y a n d s tr e n g t h o f t h e u l tra -
6、h i g h s t r e n gth c o n c r e t e A t the s a me t i me , s i l i c e o u s a d mi x t u r e als o h a s t h e i mp r o v e me n t o n t h e w o r k a b i l i t y a n d s t r e n gth o f t h e u l t r a h i g h s t r e n gth c o n c r e t e Ke y wo r d s : Ul t r a - h i g h s t r e n g t h c o
7、n c r e t e ; Ul t r a - fi n e fl y a s h ; S i l i c a f u me ; S i l i c e o u s a d mi x t u r e ; O r t h o g o n a l t e s t 中图分 类号 : T U 5 2 8 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 2 ) 0 3 - 1 0 - 0 4 0前 言 2 O世纪混凝土科学与工程技术取得 了重大成 就 , 高性能混凝土的应用极大地推动 了混凝土科技 的进步 , 促进了人类社会的发展1 】 。随着 2 l 世纪混 凝土工
8、程的大型化 、 工程环境 的复杂化 以及应用领 域的不断扩 大 , 人们对其提 出了更高的要求 , 混凝 土材 料 的 高强 化 和高 性 能化 是 2 l世纪 混 凝 土科 学 和工 程技 术发 展 的重要 方 向闭 。 矿物掺合料 已经成为商 品混凝土 中不可缺少 的一个组分 , 随着研究工作 的不断深入 , 以及实 际 工程应用经验 的积累, 对矿物掺合料的认识也发生 了很 大 的变化 。随着 高强 高性 能混 凝土 的研 究与应 用 , 发 现一 些 工业 废 渣 与天 然矿 物 具 有许 多 优 良的 特性 , 它可以改善混凝土的许多性质 。这些矿物掺 合料不再作为一种“ 废弃物”
9、而加 以利用 , 而是作为 一 种宝贵的资源用于改善混凝土的性能【 3 J 。 矿物掺合料 品种繁多 , 其组成和性能也各有不 同,在实际使用时应根据工程实际情况合理选择 , 充分发挥和利用矿物掺合料的优 良特性 , 尽可能避 免 或减 弱 其所 带来 的不 良影 响 , 本 文分 析 了超 细 粉 煤灰 、 硅灰与复合硅材等矿物掺合料对超高强混凝 土的工作性能及抗压强度的影响。 1 原 材料 ( 1 ) 水泥 : 四川某水泥厂生产 的 P 0 4 2 5级水 泥, 其物理力学性能检测结果见表 1 。 ( 2 ) 矿物掺合料 : 超细粉煤灰 : 密度 2 4 9 g c m 。 , 表 1 水
10、泥物理力学性能指标 一 1 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 王斌 , 李晓欢 , 徐芬莲 , 等矿物掺合料对 C 1 0 0 C 1 2 0超高强混凝土基本性能的影响 比表面 积 1 2 5 4 0 c m T g , 烧 失量 1 7 , 需 水量 比 9 2 ; 硅灰 : S i O 2 9 0 , 比表 面积 2 0 0 0 O O c m2 g ; 复合 硅 材 : 密度 2 6 5 g e ra 3 , 2 8 d活性指数 8 7 , 比表面积 6 0 0 0 c m g 。 ( 3 ) 外 加剂 : 聚羧酸类 高性 能减水剂 , 减水 率 3 7
11、 , 固含 量 2 0 4 。 ( 4 ) 石 : 四川产石灰岩 , 5 l O mm、 1 0 2 0 m m两级 配 , 压碎 值 6 。 ( 5 ) 砂 : 机制砂 , 细度模数 2 7 3 0 , 含泥量小于 0 6 。 2试 验结 果 与分 析 考 虑到超高 强混凝土标准试件与非标试 件的 强度换算系数不 同于普通混凝土 , 因此 , 本文未 进 行 换 算 ,文 中所 涉 及 到 的 强 度 值 均 为 1 0 0 m mx l O O mm x l O O m m试件的强度值 。 2 1 正 交试 验 本试验 为三因素三水平 正交试 验 , 但 在“ 三水 平 ” 正交表 中没有
12、三 因素三水平正交表 , 故选用 L 9 ( 3 4 ) 正交表较合适 , 通过正交试验主要考察胶凝材料 总量 、 水泥占胶凝材料总量 比例 ( 水泥掺量 ) 及超 细 粉煤灰 占胶凝材料总量 比例 ( 超细粉煤灰掺量 ) 对 超 高强混凝土强度 的影响 ,因素和水平如表 2所 示 , 正交表及试验结果如表 3所示。 由正交表结果可知 , 在考虑因素单独作用的条 件下 , 胶凝材料总量为 6 5 0 k m 时要 比胶凝材料总 量 8 0 0 k m 时抗压强度高 ; 水泥掺量 7 0 的 5 6 d龄 期抗压强度较其他掺量高 ; 超细粉煤灰掺量 1 0 的 5 6 d龄期抗压强度较其他掺量高
13、。因此 , 综合考虑在 胶凝材料 总量选择 6 5 0 k g m , 水泥掺量 7 0 , 超 细 粉 煤灰掺量 1 0 时超 高强混凝土 的 5 6 d龄期抗 压 强 度 最高 。 “ 水泥” 因素 中 k l k 2 R 3 R 1 , 因此 , 对超 高 强 混凝土 5 6 d抗压 强度影 响最 显著 的是水泥在胶 凝 材料 中所 占的比例 ,其次为超细粉煤灰掺量 , 最 后是胶凝材料总量。 表 2 正交试验 因素及水平 1 2 3 6 50 7 2 5 8 0 0 5 0 6 0 7 0 8 l O 1 2 2 2 硅灰对超高强混凝土性能的影响 硅灰 由于颗粒 细小 , 比表 面积大
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