惰性石粉在预拌混凝土中的应用技术初探.pdf
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1、中国科技核心期刊 新 建蟓 惰牲石粉在预拌混凝土【 l 】 硇应用技术和搽 桂苗苗, 曾冲盛, 江达宣, 龚明子 ( 厦门市建筑科学研究院集团股份有限公司, 福建 厦门3 6 1 0 0 4 ) 摘要: 采用惰性石粉分别与粉煤灰、 矿粉复掺, 研究惰性石粉对混凝土工作性、 强度、 碳化性能、 抗氯离子渗透性能、 收缩性能的 影响, 探索惰性石粉在预拌混凝土中的应用技术。结果表明, 惰性石粉与矿粉复掺具有较大可行性, 当惰性石粉掺量小于 1 5 时, 对 混凝土的力学性能和耐久性无明显影响; 惰性石粉与粉煤灰复掺, 会 降低低标号混凝土的强度 、 抗碳化性能及抗氯离子渗透性能 。 关键词: 花岗
2、岩粉: 大理石粉; 工作性; 强度; 碳化性能; 抗氯离子渗透性能: 收缩率 中图分类号: T U 5 2 8 5 2 文献标识码: A 文章编号: 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 4 ) 0 9 0 0 0 6 0 5 Re s e a r c h o n a p p li c a t i o n t e c h n o l o g y o f i n e r t p o wd e r i n r e a d y mi x e d c o n c r e t e GU Mi a o m i a o , Z ENG C h o n g s h e n g , J I ANG Da
3、 x u a n, GO NG Mi n g z i ( X i a me n A c a d e my o f B u i l d i n g R e s e a r c h G r o u p C o L t d , Xi a me n 3 6 1 0 0 4 , F u j i a n , C h i n a ) Ab s t r a c t : I n t h i s p a p e r , u s i n g c o mp l e x mi x o f i n e r t p o w d e r w i t h fl y a s h a n d s l a g , the e f f
4、 e c t s o f i n e r t p o w d e r o n t h e w o r k a b i l i t y , s t r e n g t h , c arb o n a t i o n, c h l o r i d e i o n p e n e t r a t i o n r e s i s t a n c e p e r f o r ma n c e , s h rin k a g e o f r e a d y mi x e d c o n c r e t e we r e r e s e a r c h e d t o e x p l o r e t h e
5、 a p p l i c a t i o n t e c h n o l o g y o f i n e rt p o w d e r i n r e a d y m i x e d c o n c r e t e I t wa s s h o w e d t h a t i n e r t p o w d e r mix e d w i t h s l a g w a s g r e a t l y f e asi b l e Wh e n i n e r t p o wd e r c o n t e n t i s l e s s t h a n 1 5 o f t h e c e me
6、n t i t i o u s ma t e ria l , i n e r t p o w de r h a s n o o b v i o u s e f f e c t o n t h e d u r a b i l i t y a n d me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f c o n c r e t e I n e rt p o wd e r mi x e d wi t h f l y a s h wil l r e d u c e t h e l o w g r a d e c o n c r e t e s t r e n gth
7、, c arb o n a t i o n an d c h l o rid e i o n p e rm e a b i l i t y Ke y wo r ds : gra n i t e p o wd e r : ma r b l e p o wd e r : w o r k a b i l i t y ; s t r e n gth; c a r b o n a t i o n; c h l o rid e i o n p e rm e ab i l i t y: s h r i n k a g e 随 着石材加工业 迅猛发展, 每年产生的石 粉数量巨 大, 如 果能将大量石粉废料利用
8、, 不但能减少填埋石粉造成的土地资 源浪费, 而且有利于促进循环经济发展, 提高资源利用效率l 1捌 。 目 前,国内学者主要针对具有一定胶凝活性的石灰石粉 对混凝土性能的影响开展了 一系列研究, 而对低活性的 花岗 石、 大理石粉等应用于混凝土的研究相对较少 。 为从根本上解决石材废料的污染问题,本试验尝试将惰 性石粉( 大理石粉和花岗岩粉) 分别与粉煤灰、 矿粉复掺, 研究 惰性石粉对混凝土工作性、 强度及耐久性等性能的影响, 探索 惰性石粉在混凝土中应用的可行性,并为其应用于预拌混凝 土生产提供相应的技术依据。 1 试验 1 1 原材料 ( 1 ) 花岗岩粉、 大理石粉: 从泉州市晋江石
9、材厂废料堆场 取得, 为石材加工业抛光废石粉。 由于取样的石粉含水率高达 收稿日期: 2 0 1 4 一 O 1 1 7 作者简介: 桂苗苗, 女, 1 9 7 5 年生, 山东蓬莱人, 高级工程师, 博士, 主 要从事建筑材料开发与应用。 通讯作者: 曾冲盛, 地址: 厦门市湖滨南 路 6 2号, E - m a i l : 8 2 8 8 8 0 4 4 q q c o m。 6 新型建筑材料 2 0 1 4 9 3 0 , 故使用前在烘箱中 于1 0 0 o C 烘干4 5 h , 再放入卧式球 磨机中粉碎 1 0 ra i n , 经测试其基本性能见表 1 。 表 1 石粉的基本性能指
10、标 ( 2 ) 水泥: 华润水泥( 龙岩) 有限公司P 0 4 2 5 水泥; 粉煤 灰: 漳州后石电厂级粉煤灰; 矿粉: 三钢集团矿微粉有限公 司$ 9 5 级矿渣粉; 石子: 厦门隆锦旺建材经营部生产的5 3 1 5 m m连续级配碎石; 砂: 厦门海城商贸有限公司生产的天然中 砂, 细度模数2 8 ; 水: 自来水; 外加剂: 福建科之杰新材料有限 公司生产的P o i n t 一 4 0 0 、 P o i n t - 4 0 0 s 聚羧酸高效减水剂。 1 2 主要仪器设备 Y A W4 3 0 6 微机控制电 液伺服压力试验机; C A B R H T X 1 2 型混凝土碳化试验
11、箱: 混凝土抗氯离子渗透仪( 电 通量法) 。 1 3 混凝土配合 比 试验采用惰性石粉( 大理石粉、 花岗岩粉) 以不同比例与 粉煤灰、 矿粉复掺, 研究惰性石粉对C 2 5 、 C 4 0混凝土工作性、 力学性能以及耐久性能的影响。试验所用混凝土配合比见表 2 、 表 3 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 桂苗苗, 等: 惰性石粉在预拌混凝土中的应用技术初探 表2 惰 性石粉与粉煤灰复掺混凝土配合比 响见表4 、 表5 。 注 : 编号中 A掺加花岗岩粉, B掺加大理石粉 ; C 2 5采用 P o i n t - - 4 0 0 聚羧酸减水剂 , C 4
12、 0采用 P o i n t 一 4 0 0 s 聚羧酸减水剂 , 下同 。 表 3 惰性石粉与矿粉复掺混凝土配合比 1 4 测试 方法 混凝土碳化试验、 抗氯离子渗透试验、 收缩试验依据 G B 5 0 0 8 2 -2 0 0 9 普 通混 凝土长期 性能 与耐久 性能试验 方法标准 中相关规定进行测试。 2 2 1 试验结果分析与讨论 惰性石粉对混凝土工作性的影响 惰性石粉与粉煤灰和 矿粉分别复掺 对混 凝土坍落度的 影 表 4 惰性石粉与粉煤灰复掺对混凝土坍落度的影响 表 5 惰性石粉与矿粉复掺对混凝土坍落度的影晌 从表4 和表5 可以看出, 随着惰性石粉掺量的逐渐增加、 减水剂掺量减
13、小, 混凝土的流动性变好。 其原因在于惰性石粉 颗粒的 掺入改善了混 凝土拌合物中 水泥颗 粒级 配, 减少颗粒 间的孔隙, 释放更多的自由水, 起到一定的分散作用, 从而降 低混凝土拌合物需水量, 改善了混凝土的工作性。 2 2 惰性石粉对混凝土力学性能的影响 2 2 1 惰性石粉与粉煤灰复掺对混凝土力学性能的 影响( 见表6 ) 表6 惰性石粉与粉煤灰复掺对混凝土抗压强度的影响 , 、 抗压强度 MP a 编县 抗压 强度 MP a 绌 县 玩 比 强 发 7 d 2 8 d 7 d 2 8 d J 1 0 2 7 3 3 6 2 Kl O 3 7 7 5 04 J 2 一 A 2 70
14、3 5 1 K2 一A 3 67 4 9 6 J 3 - A 2 6 4 3 1 7 K3 一A 3 77 4 5 8 J 4 一 A 2 O 8 2 5 0 K4 A 4 0 8 4 7 3 J 5 一 B 2 4 5 3 2 5 K5 一 B 3 9 - 8 5 O 2 J 6 一B 2 54 2 9 5 K6 -B 3 76 4 8 -7 J 7 一B 2 07 2 5 7 K7 一B 3 90 4 8 0 由表6 可知, 对于C 2 5 混凝土, 当花岗岩粉取代粉煤灰 掺量为1 0 时, 混凝土J 3 一 A的2 8 d 抗压强度为3 1 7 M P a , 与 基准混凝土J 1 0
15、相比降低了 1 2 4 ; 当花岗岩粉完全取代粉 煤灰掺量为1 5 时, 混凝土J 4 一 A的2 8 d 抗压强度与J 1 0 相 比降低了3 0 9 。当大理石粉逐渐取代粉煤灰, 掺量为 1 0 时, 与基准混凝土J 1 0 相比2 8 d 抗压强度下降1 8 5 ; 当大 理石粉完全替代粉煤灰时, 混凝土J 7 一 B的2 8 d 抗压强度为 2 5 7 M P a , 与基准混凝土J 1 0 相比下降2 9 O 。从混凝土强 度下降幅度可看出,惰性石粉与粉煤灰复掺对混凝土强度影 响较大。 由表 6 还可以看出, 对于C 4 0 混凝土, 当花岗岩粉逐渐 取代粉煤灰, 掺量为1 0 时,
16、 与基准混凝土 K 1 0相比2 8 d 抗 压强度下降最多, 为9 1 ; 大理石粉取代粉煤灰, 掺量为1 5 NE W B UI L DI NG MAT E RI AL S 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 桂苗苗, 等: 惰性石粉在预拌混凝土中的应用技术初探 时, 与基准混凝土K 1 0 相比2 8 d 抗压强度下降最多, 为4 8 。 从混 凝士强 度下降幅 度来看, 惰性 石粉与粉 煤灰复掺 对C 4 0 混 凝土强度影响较小。 2 2 2 惰性石粉与矿粉复掺对混凝土力学性能的 影响 ( 见表7 ) 表 7 惰性石粉与矿粉复掺对混凝土抗压强度的影响
17、缩 县 抗压强度 MP a :I蛊 县 抗压强度, M P a 7 d 2 8 d 7 d 2 8 d L1 一 O 31 4 3 9 O M 1 0 4 1 - 3 5 0 - 8 L 2 一 A 2 97 3 5 9 M2 一A 4 _4 7 4 9 2 L 3 一 A 2 4- 8 3 3 2 M 3 一A 4 0 8 4 8 4 L 4 一 A 2 4 1 3 0 6 M4 一A 4 1 1 4 8 1 L 5 B 2 86 3 8 6 M5 一 B 4 H4 9 5 3 1 L 6 一B 2 9O 3 5 9 M6 一 B 42 7 4 7 3 L 7 一B 2 4 6 3 3 2
18、M7 一 B 3 8 0 4 6 9 由表7 可知, 对于C 2 5 混凝土, 当花岗岩粉逐渐取代矿 粉, 掺量为 1 0 时, 与基准混凝土L 1 0 相比2 8 d 抗压强度下 降 1 4 9 ; 花岗岩掺量增加至1 5 , 与基准混凝土L 1 0 相比 2 8 d 抗压强度下降2 1 5 。当大理石粉逐渐取代矿粉, 掺量为 1 0 时, 与基准混凝土L 1 - 0 相比2 8 d 抗压强度下降7 9 ; 大 理石粉掺量增加至 1 5 ,与基准混凝土L 1 _ 0 相比2 8 d 抗压 强度下降1 4 9 。 和惰性石粉与粉煤灰复掺相比, 惰性石粉与 矿粉复掺后, 掺合料总量达到胶凝材料的
19、2 5 , 混凝土强度 降幅较小, 基本能满足设计要求。 由表7 还可以看出, 对于C 4 0混凝土, 当花岗岩粉取代 矿粉, 掺量为1 5 时, 与基准混凝土 M 1 0 相比2 8 d 抗压强 度下降5 3 。 当大理石粉取代矿粉, 掺量为1 5 时, 与基准混 凝土M 1 0 相比2 8 d 抗压混凝土强度下降7 7 。 从混凝土强 度降幅来看, 惰性石粉与矿粉复掺, 对中标号混凝土强度影响 较小, 混凝土强度基本能满足设计要求。 综上所述, 与粉煤灰复掺相比, 惰性石粉与矿粉复掺, 对 混凝土强度影响较小。其主要原因在于惰性石粉本身活性较 低,而粉煤灰的活性也较矿粉低,惰性石粉逐渐取代
20、粉煤灰 后, 主要起到填充料作用, 导致混凝土强度下降较为明显。 2 3 惰性石粉对混凝土耐久性能的影响 2 3 1 惰性石粉与粉煤灰复掺对混凝土碳化性能的 影响 ( 见图 1 、 图2 ) 由图1 可知, 对于低标号C 2 5 混凝土, 当花岗岩粉逐渐 取代粉煤灰, 掺量为 1 0 时, 混凝土2 8 d 碳化深度为 1 0 5 6 m m; 当花岗岩粉完全取代粉煤灰, 掺量为1 5 时, 混凝土2 8 d 碳化深度为 1 2 7 0 m m ,与基准混凝土 J 1 0相比分别增大 4 9 6 、 7 1 0 m m 。当大理石粉完全取代粉煤灰, 掺量为1 5 时, 8 新型建筑材料 2 0
21、 1 4 9 1 6 1 4 重1 2 1 0 s 谨6 4 2 碳化时间 d ( a ) 掺花 岗岩粉 碳化 时间 d ( b ) 掺大理石粉 图 1 惰性石粉与粉煤灰复掺对 C 2 5混凝土碳化性能的影响 碳化 时间 d ( a ) 掺花岗岩粉 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 碳化时间 d c b ) 掺大理石粉 图2 惰性石粉与粉煤灰复掺对 C 4 0混凝土碳化性能的影响 混凝土2 8 d 碳化深度为 1 5 6 0 m m ,与基准混凝土J l 一 0 相比 增大l O 0 0 m m 。 这表明惰性石粉替代粉煤灰对低标号混凝土 抗碳化性能影响较大。 由图2 可知, 对
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- 惰性 混凝土 中的 应用技术 初探
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