大掺量“矿渣微粉+粉煤灰”中低强高性能混凝土配制技术与性能研究.pdf
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1、2 0 1 0年 1 2 月 第 7眷第 4期 圳 土木 与 建 筑 大掺量 “ 矿渣微粉+粉煤灰中低强高性能混凝土 配制技术与性能研究 孟伟峰 ( 深圳市政工程 总公 司) 【 摘要】为了生产具有中低强度等级的高性能混凝土,采用 了在普通硅酸盐水泥混凝土基础上 大掺量复合 掺加 “ 矿渣微粉 +粉煤灰+高效减水剂”的技术路线,简称 “ 三掺” 高性能混凝土。本文通过较系统的配 合比设计与试验,最终得 出 “ 三掺”高性能混凝土的系列配合比。性能研 究结果表明, “ 三掺 高性能混 凝土的工作性、水化热和耐久性都优于普通粉煤灰混凝土;其早期强度稍低,后期力学性能与普通粉煤灰 混凝 土一 致 。
2、 【 关键词l矿渣微粉粉煤灰中低强 大掺量 水化热 高性能混凝土 1引言 开发应用高活性掺合料,加速高性能混凝土的 应用 ,是国家建设部要求重点推广的1 0 项新技术之 一 。随着 国家标准G B T 1 8 0 4 62 0 0 0 用于水泥 和混凝土 中的粒化高炉矿渣粉和上海市地方标准 D B T ) 0 85 0 11 9 9 9 粒化高炉矿渣微粉在水泥 混凝土中应用技术规程 的颁布并实施,我国预拌 混凝土行业继推广粉煤灰之后 ,又 出现了推广高炉 矿渣微粉 的技术热潮。 所谓大掺量 “ 矿渣微粉+粉煤灰 ”中低强高性 能混凝土 1 】 ,即复合掺加 “ 矿渣微粉 +优质粉煤灰 +高效减
3、水剂 ”配制高性能混凝土的技术路线 ,简 称 “ 三掺”高性能混凝土。将矿渣微粉和粉煤灰以 合适的复合比例和总掺量掺入混凝土 ,充分利用水 泥熟料 、 矿渣微粉和粉煤灰 的不 同粒径、 不同形态、 不 同活性而进行合理而有效的搭配,使得矿渣微粉 孟伟峰,男,高级工程师,深圳市政工程总公司 地址 :深圳市红荔西路 7 0 5 8号 市政大厦 电话 :1 3 6 0 2 6 7 2 5 0 5 和粉煤灰的形态效应、活性效应和微集料效应相互 补充,产生叠加效应 ,最终得到比单掺或双掺情况 性能更加优越的中低强高性能混凝土。 2试验 2 1原材料 水泥:选用 “ 嘉新 ”水泥P 0 4 2 5 和 “
4、 小野 田”硅酸盐水泥P 1 1 5 2 5 ; 矿渣微粉 : 选用上海宝钢 9 5 和广州番 禺S 9 5 矿渣微粉,比表面积4 0 0 m k g以上,其中宝钢$ 9 5 矿渣微粉活性指数较高; 粉煤灰:选用东莞电厂, 、, , 级粉煤灰; 中砂 :河砂,细度模数2 6 以上; 碎石:花岗岩碎石,5 2 5 ram连续级配; 外加 剂:选用广东龙川F DN一3 3 0 A 缓凝高 效减水剂; 2 2试验设计 方案一: 掺合料 以粉煤灰为主, : F=1 : 1 5 左 右,矿渣微粉等量替代水泥 2 3 2 9 ; 方案二:掺合料等 比例掺入 , : F =1 : 1左右,矿 渣微粉等量替代
5、水泥2 3 2 9 ; 7结论 养护措施,严格控制坍落度,加强温度监控措施, 大体积混凝土产生裂缝的原因是众多的,源头 有效控制超厚体积混凝土 的内外温差 ,特别是降温 是把好原材料质量关 ,严格控制混凝土的均质性 , 速率和采取连续无变形缝浇筑 ,是控制大体积混凝 减少砂石骨料的含泥量,提高粗骨料的含量和粒径; 土裂缝的有效措施。本工程所采取的一系列措施, 重 点是做好优化混凝土配合 比设计 并充分利用 混 确保 了工程的质量,节约了经济投资。 凝土6 0 d 、9 0 d 龄期的强度 ,提高混凝土 的抗拉和 参考文献: 抗折强度 ,减少水泥用量,加大矿渣粉、粉煤灰的 掺量是控制大体积混凝土
6、温差裂缝和提高 耐久性 的有效途径 。采用合适的施工养护方法 ,优化保湿 1 王铁梦 工程结构裂缝控制 E 京:中国建筑出版社 2 0 0 7 P9 8 2 王建程等天津蓟县机制砂在混凝土中的应用 商品混凝土专刊2 0 0 9 6 P5 1 i 79 2 0 1 0年 1 2月 第 7卷 第 4期 深圳土木与建筑 方 案 三 : 掺 合 料 以 矿 渣 微 粉 为 主 , : F=I : O 5 5 左右 ,矿渣微粉超量替代水泥2 3 2 9 。 表 1 复合胶凝体系设计 胶凝材料 k g 矿渣微粉:粉煤灰 ( YJ K : F) 基准水泥c 。 KC o 方案一 方案二 方案三 2 6 0
7、0 23 1 : 2 1 : 1 33 1 : 0 63 2 8 0 O 25 1 : 1 5 7 1 : 1 1 : O l 5 6 3 0 0 O 2 3 1 : 1 -5 7 1 : 1 1 : 0 5 6 3 3 0 0 2 4 1 : 1 2 2 1 : 1 1 : 0 5 3 6 0 O 2 S 1 : 1 1 : 1 1 : 0 S 5 4 2 0 0 2 9 1:12 1 : 0 6 7 1 : 0 l 5 4 按以上三种方案,对L L F 系列基准配合 比,分 别生成F E 、G 、S F 三个系列的 “ 三掺 ”高性能混凝 土配合比: 表 2 “ 三掺”高性能混凝土与基准混
8、凝土试验配合比 强 矿 度 系列 渣 粉煤 5 2 5 减水 水 水泥 中砂 等 编号 微 灰 碎石 剂 级 粉 F 2 S 1 7 2 26 0 1 00 8 57 1 0 0 5 57 2 F 2 S 1 8 0 18 0 6 0 1 20 81 3 l o 2 7 5 28 2 5 G 2 5 1 7 5 20 0 6 0 8 0 85 5 1 0 0 4 5 72 F 2 5 1 7 5 20 0 80 5 0 8 4 9 1 0 2 0 5 72 F 3 O 1 7 2 2 80 1 OO 83 7 1 0 0 5 616 F S 一 3 0 1 7 5 1 80 7 0 11 O
9、81 2 1 0 3 3 5 SO C 30 G 3 0 1 7 5 21 0 7 0 7 0 8 45 1 0 1 4 616 F一 3 O 1 7 5 21 O 9 0 5 0 83 9 1 0 2 0 6 1 6 F 35 1 7 2 30 0 l O0 8 1 5 1 0 0 5 7 l 5 O F S 3 5 1 7 0 20 0 7 0 1 1 0 81 4 1 0 3 6 6 75 C 35 G 35 1 7 5 23 O 7 0 7 O 82 8 1 0 2 0 7 5 O S F 3 5 1 7 5 23 0 90 5 0 82 4 1 0 2 5 7 50 F 4 0 1
10、7 2 33 0 1 00 7 8 5 1 0 0 5 8 25 F s - 4 o 1 7 0 22 0 90 1 1 O 7 7 8 i 0 3 2 7 75 C 40 G一 40 1 7 2 25 0 8 0 8O 7 9 0 1 0 2 0 8 25 S F 4 0 1 72 2 5 0 1 0 0 5 O 7 9 5 1 0 2 5 8 2 5 F 45 1 7 0 3 6 0 1 0 0 7 3 6 1 0 3 5 9 0 F S- 4 5 1 7 0 25 O 1 0 0 1 0 0 7 4 1 1 0 4 O 8 7 5 C 45 G一 45 1 72 27 0 9 0 90
11、7 4 9 1 0 3 0 9 0 F 4 5 1 7 2 27 0 1 1 0 6 0 7 5 9 1 0 3 0 9 0 F- 50 1 6 5 42 0 1 O 0 6 7 4 1 0 5 0 1 1 3 4 -S O 1 7 0 28 0 1 O O 1 2 O 6 9 2 1 0 3 8 9 5 C 50 G- 5O 1 70 3 0 0 1 2 O 8 0 6 9 7 1 05 2 l O 5 S F S O 1 70 30 0 1 3 O 70 69 9 1 0 51 1 0 5 80 OF 系列为普通 “ 粉煤灰泵送 混凝土 ”的配合 比 : F S 系列 “ 三掺 ”高性能混
12、凝土中,掺合料 以粉煤灰为主, 矿渣微粉等量 替代水泥2 5 左右 ; G 系列 “ 三掺 ”高性能混凝土 中,粉煤灰 与矿 渣微粉等 比例掺 入 ,在C 5 0 以上高强混凝土 中则 以掺矿渣微粉为主 ; F 系列 “ 三掺 ”高性能混凝土 中,掺合料 以矿渣微粉为主 ,粉煤灰掺量在2 0 以下。 通过对 比研 究以上各系列混凝土的工作 性、 强度 、收缩性能 、耐久性和水化热 ,从而根据 工 程需要来选择最佳配合 比生产中低强度高性 能混 凝 土。 3结果与讨论 3 1胶凝效率 表 3 F S 系列复合胶凝体系的胶凝效率 2 8天胶砂强 复合胶凝组成 胶凝 度f MP 效率 F +K +F
13、 K圯+K C :K:F 抗折 抗压 0 0 1 O 0 : 0 : 0 8 9 6 44 1 1 8 1 7 O 6 8: O 1 4: 0 1 8 8 1 5 9 8 0 9 3 1 8 2 2 o 6 4: o 1 8: 0 1 8 8 5 5 6 4 0 8 8 25 2 5 0 5 6: 0 1 9: 0 2 5 8 0 5 6 6 0 8 8 25 2 9 0 5 3: 0 22 : 0 2 5 8 0 5 5 0 O 8 5 28 2 5 O 5 4: 0 1 8: 0 2 8 8 2 5 6 2 0 8 7 28 3 1 0 5 0: 0 22 : 0 2 8 8 0 5 4
14、2 0 8 4 3 0 2 0 Ol 5 6: 01 4 :0 , 3 0 7 4 61 0 0 9 5 3 0 2 8 05 O: 0 2 0 :0 3 0 7 7 5 4 6 08 5 3 0 3 1 04 8: 0 2 2 : 0 3 0 8 1 5 6 1 O 8 7 3 0 3 4 0 4 6: 0 2 4 : 0 3 O 7 8 S 2 2 O 8 1 3 2 2 5 0 5 1: 0 1 7 : 0-3 2 8 1 5 7 6 0 8 9 3 2 3 1 0 4 7: 0 2 1 : 0I3 2 7 S 5 6 1 O 8 7 F S 体系 的胶凝效率 2 】 测试结 果表 明,
15、掺合料 以粉煤灰为主,矿渣微粉等量替代水泥,F S 总 掺 量在 3 0 5 O 之 间形成 的复合胶凝体 系 的胶凝 效率在0 8 7 左 右。另外,测得G 体系和S F 体系的胶 凝 效率分别为0 9 O 和0 9 5 。实际上 ,S F 胶凝体 系 “ 三掺 ”高性能混凝土的早期强度与基准混凝土 一 致 ,在建筑施工 中能完全取代 普通粉煤灰泵送 混凝土 。 3 2工作性 表 4试验结果表明 , “ 三掺 ”高性能混凝土 的粘聚性好 ,坍落度损失减少,泌水率较低 ,不 同于矿渣硅酸盐水泥较大的泌水率 。但 从降低 水 胶比提高强度和耐久性的角度讲, “ 三掺”高性 能混凝土 的坍落度 不
16、宜超过1 6 c m。 2 0 1 0年 1 2月 第 7卷 第 4期 粲J J I l y k与 律 筇 表 4 “ 三掺 ”混凝土与普通粉煤灰泵送混凝- k T作性 比较 工作性 扩展度 2 h 后坍 粘 编号 类别 坍落度 泌水率 , m7 n 落度 聚 c m c m 性 普通混凝 3 5 0 F 2S 1 9 1 6 1 O 8 3 8 0 般 “ 三掺 ” 混 3 5 0 F S 2 5 1 8 5 1 8 O 9 O 好 凝土 3 6 0 普通混凝 3 6 0 F 3 5 1 8 1 5 1 0 5 3 8 0 般 “ 三掺”混 3 3 0 F S 一 3 5 1 6 1 6 0
17、 8 8 好 凝土 3 4 0 普通混凝 5 6 0 F - 5 0 1 9 1 5 1 21 6 0 0 般 “ 三掺”混 5 2 0 F S S O 2 1 2 0 0 9 3 好 凝土 5 5 0 3 3强度 表 5 “ 三掺”混凝土与普通粉煤灰混凝土抗压强度 发展规律比 较 ( 水养护) N 强 度 龄 期( 天 ) P。 1 3 7 2 8 5 6 9 0 1 8 0 混 凝土 种类 F 2 S 1 5 0 2 1 9 2 65 3 7 8 42 9 51 9 7 4 7 -2 S 8 l 6 1 3 5 1 93 3 3 - 7 42 3 4 54 7 2 2 G- 2 5 2 0
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- 大掺量 矿渣 粉煤 中低强高 性能 混凝土 配制 技术 研究
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