硅灰和石英粉对活性粉末混凝土抗压强度贡献的分析_何峰

941 3
1261 4
2
11 00
0125
-
11 10
80
20
0
941 5
1371 8
1641 2
3
11 00
-
01 25
11 10
80
0
20
751 5
781 5
1191 9
4
11 00
01125
01 125
11 10
80
10
10
891 9
1251 7
1321 4
5
11 00
0125
01 37
11 10
度贡献指数, 具体数据见表 3 和表 4。另外, 由于两种 掺合料复合掺入时可改善胶凝材料体系中颗粒的紧 密堆积, 提高其填充率, 故蒲心诚教授还提出了复合 火山灰效应[ 1] , 因此, 根据此概念计算了双掺硅灰和 石英粉在不同养护条件下的复合火山灰效应贡献的
强度贡献两部分组成。 文献[ 4] 提出石英粉是热养护必不可少的组分,
种组分在 RP C 中对强度贡献的大小。
2 试验数据
RPC) 是一种超高强、高韧性、耐久性和体积稳定性良
试验数据的原材料性质、成型工艺和养护条件均
好的超高性能混凝土。它主要由水泥、石英砂、石英 相同。其中, 标准养护指的是在( 20 ? 2) e 水中养护
粉、硅灰、钢纤维和高效减水剂组成, 采用适当的成型 28d, 热水养护是指在 90 e 热水中养护 48h, 高温养护
0 311 4 141 2 271 9 551 6
100
8110
681 6 6418
851 8 6418
721 1 6418
441 4 5010
0 291 7
0 141 1 271 2
0 0 101 7 61 4 181 2
0 0 0 41 6 171 1
11 570
01 710
配比 1
热 配比 2 水
火山灰效应数值分析方法认为掺有活性矿物掺
增强作用还缺乏定量的分析。本文利用蒲心诚教授 料的混凝土强度由水化的强度贡献和火山灰效应的
所提出的火山灰效应数值分析方法[ 1] , 定量地分析了 强度贡献两部分组成, 为了找出这两部分强度贡献的
硅灰和石英粉两种主要组分对 RPC 强度贡献率、强 度贡献数值及各组分的强度贡献指数, 从而反映这两
何峰
Compressive strength contribution analyses of silica fume and crush quartz in RPC
H E Feng1, 2 , H UA N G Zheng-y u2 ( 11College of Resource and Env ironment Science, Hunan N ormal U niv ersity, Changsha 410081, China;
R硅灰 0
351 1 0
341 9
A 硅灰 11 858
热
配比 6
01 812
01 812
0
0
100
811 2
水
配比 7
wenku.baidu.com
11 375
01 563
4019
591 1
651 0
养
配比 8
01 798
01 798
0
0
100
791 8
护
配比 9
11 586
01 788
4917
501 3
631 8
高
配比 6
01 923
条件下达到一定 龄期后的强度 贡献率较 大, 分别 为
( 5) 对于双掺硅灰和石英粉的 RPC, 如若将石英 粉视为胶凝材料等量取代水泥或硅灰进行配比( 配比 4) , 其掺合料的强度贡献率在同养护条件下均低于只
Key words: R eactive Pow der Concrete( R PC) ; silica fume; crush quartz; strengt h cont ribution; increasing strengt h effect
1 前言
活性粉末混凝土( React ive Powder Concret e, 简称
配合比
胶凝材料组成/ %
硅灰
石英粉
砂
水泥
硅灰
标准
抗压强度/ MPa 热水
高温
6
11 25
-
-
11 47
100
0
771 0
811 2
921 3
7
11 00
01 25
-
11 47
80
20
961 7
1101 0
1331 3
8
11 25
-
01 37
11 10
100
0
711 2
791 8
1071 6
9
11 00
01 25
01 37
11 10
80
20
911 8
1261 9
1401 0
注: 水胶比为 01 35, 高效减水剂掺量为胶凝材料总量的 2% , 钢纤维掺量为 0。除了配比 5 试验数据取自文献[ 3] 外, 表 1 和表 2 数据均 取自文
献[ 2] 。
( P水化, % ) 、复合效应强度贡 献率( P复, % ) 和活性 指 数( A) 等指标。这套指标需要以无活性掺料的水泥混
( 1) 在掺量相 同( 均为 胶凝材料的 20% ) 的情况 ( 0125) , 当水胶比较低时, 水胶比的适量增加有利于 下, 无论是在标准养护还是热养护条件下硅灰对强度 增加硅灰的二次水化反 应程度, 提高其强 度贡献指 的贡献率和强度贡献值都远大于石英粉。这一点从 数。
配比 2 和配比 3 中可得到证实。 ( 2) 从配比 2 和配比 7 中可知, 硅灰在标准养护
硅灰和石英粉对混凝土强度的贡献又如何? 本文利 用火山灰效应数值分析方法提出的指标, 对硅灰和石
凝土的比强度为基础, 来分别计算出火山灰效应和水 英粉在不同养护条件下对 RPC200 的强度贡献率和
化反应强度贡献率及强度贡献值。
强度贡献值作了定量分析, 并计算了两种掺合料的强
RPC 强度主要由水泥水化、硅灰的火山灰效应、 石英粉在常温下的微集料效应和高温下的火山灰效 应[ 4] 等组成, 当掺有钢纤维时, 还有钢纤维的增韧作 用。在表 1 和表 2 配比中, 当未 掺入钢纤维时, RP C 强度也可看作是由水化的强度贡献和火山灰效应的
0 381 4 151 7 231 6 541 2
100 611 6 841 3 761 4 451 8
12614 10111 10111 10112
7810
0 631 1
0 251 4 501 4
0 0 181 8 101 4 301 5
0 0 0 - 41 6 111 5
11 920
01 785
度也得到显著增加, 这说明热养护也有利于提高普通 排除了热养护对未含掺合料混凝土强度的影响。从
混凝土( 砂浆) 的抗压强度, 即在热养护条件下水泥水 表 3 和表 4 中可看到:
化反应强度贡献率在增加。那么在不同养护条件下
表 3 石英粉视为胶凝材料时硅灰和石英粉对强度贡献的分析
指标
R 比基
R 比掺
R 比硅灰
0 621 4
0 281 5 411 7
0
0
0
0
31 1
0
21 265 01 195
21 5
191 4
51 3
141 3
配比 1
高 配比 2 温 养 配比 3 护 配比 4
配比 5
11 264
11 264 21 053 11 499 11 655 21 762
0 01 789 01 235 01 391 11 498
2 0 0 6 年 第 1 期 ( 总第 195 期) N umber 1 in 2006( T ot al No. 195)
混
凝
土
Concrete
全国中文核心期刊 T he Core Journal of China
硅灰和石英粉对活性粉末混凝土抗压强度贡献的分析
何 峰1, 2, 黄政宇2 ( 11 湖南师范大学资源与环境科学学院, 湖南 长沙 410081; 21 湖南大学土木工程学院, 湖南 长沙 410082)
21Civil Engineer ing Institute, Hunan U niversity, Changsha 410082, China)
Abstract: T he quant ity analytical method of pozzolanic effect was used in quantitatively analyzing compressive str ength contribution rate, streng th contribution quantity and streng th contr ibution index of two main compositions including silica fume and crush quartz in RPC.
指标
标
配比 6
准
配比 7
养
配比 8
护
配比 9
R 比基 01 770
01 712
R比 掺 01 770 11 209 01 712 11 148
R比 硅灰 0 01 439 0 01 436
P硅 灰 0 3613 0 3810
P水化 100
631 7 100
621 0
R水 化 771 0 611 6 711 2 561 9
和养护工艺制成的。近年来, RPC 在国内受到了大量 是指热水养护后在 200 e 的高温下干热养护 8h。
关注, 湖南大学、清华大学、中南大学、东南大学、福州 大学等各高等院校先后开展了 RPC 研究工作。尽管
3 硅灰和石英粉对 RPC 强度贡献的分析
各组分对 RPC 的增强机理有了一定的研究, 但是其
强度值 R复合 。 表 3 和表 4 得出的不同养护条件下硅灰或石英
提高养护温度和增加养护时间有利于促进硅灰和石 粉强度贡献率是分别以三种养护条件下未掺任何掺
英粉火山灰反应, 提高 RPC 的抗压强度。然而, 未掺 任何掺合料的配比 1 和配比 6 在热养护下其抗压强
合料的基准混凝土抗压强度为基础计算而来的, 因此 可将各养护条件下硅灰或石英粉强度贡献率看作是
( 或 石英粉)
P 硅灰
( 或石 英粉)
P 水化
R 水化
R 硅灰
R 石英粉
R复合
A 硅灰
A 石英 粉
配比 1 标 配比 2 准 养 配比 3 护 配比 4
配比 5
01 810
01 810 11 181 01 944 11 124 11 825
0 01 371 01 134 01 314 11 015
数值表示方法, 提出了混凝土比强度( R比, M Pa) 、火山 灰效应强度贡献率( P火山, % ) 、水化反应强度贡献率
表 1 石英粉视为胶凝材料时配合比和试验数据
配比
配合比
编号
水泥
硅灰
石英粉
砂
水泥
胶凝材料组成/ % 硅灰
石英粉
抗压强度/ MPa
标准
热水
高温
1
11 25
-
-
11 10
100
0
0
811 0
配比 3 养 护 配比 4
配比 5
01 943
01 943 11 723 01 981 11 571 11 937
0 01 780 01 038 01 628 01 994
0 451 3
31 9 401 0 511 3
100
9413
541 7 7514
961 1 7514
601 0 7514
481 7 5812
01 923
0
0
100
921 3
温
配比 7
11 666
01 743
4416
551 4
731 8
养
配比 8
11 076
11 076
0
0
100
1071 6
护
配比 9
11 750
01 674
3815
611 5
861 1
0 451 0
0 631 1
0 591 5
0 531 9
21 265 21 078
注: 表 3 和表 4 中 R水化 、R火山 和 R复 合分别指水泥水化、火山灰效应和复合效应对 R PC 的强度贡献值( M Pa) , R水化 = R @ P水 化, R火 山= R @ P火山 , R 复合 = R - ( R水化 + R火山 ) , 其中 R 为 RPC 强度绝对值( M Pa) , P 为强度贡献率( % ) 。
611 7
151 4
221 8
1121 6
1191 5
1701 4
注: 水胶比为 01 25, 高效减水剂的掺量为胶凝材料总量的 2% , 钢纤维掺量为 0。
[ 收稿日期] 2005- 08- 31 [ 基金项目] 湖南师范大学科研基金资助项目
# 39 #
配比 编号
水泥
表 2 石英粉视为微 集料时配合比和试验数据
注: 表 3 中 R比 硅灰( 或石英粉 ) 和 P硅灰 (或 石英粉) 表示当某配比中仅掺硅灰或石英粉时硅 灰或石英粉的增 强效应比强度 和强度贡献率, 当某配比 双掺 硅灰和石英粉时则指两种掺合料的增强效应比强度及强度贡献率。
# 40 #
表 4 石英粉视为微集料时 硅灰和石英粉对强度贡献的分析
[ 摘 要] 运用火山灰效应数值分析方法定量分析了硅灰和石英粉两种主要组分对 RPC 抗压强度贡献率、强度贡献 数值以及两种组分的强度贡献指数。
[ 关键词] 活性粉末混凝土; 硅灰; 石英粉; 强度贡献; 增强效应
[ 中图分类号] T U 5281 2
[ 文献标识码] A
[ 文章编号] 1002- 3550( 2006) 01- 0039- 03