大掺量矿物掺合料对混凝土性能的影响_王静静

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

通过快速养护 1 d 强度得到,当掺加少量粉煤灰或者
不掺时快养 1 d 强度低于标养 28 d 强度;当粉煤灰掺量 20% 以上时快养 1 d 的强度高于标养 28 d 强度,分析认 为当粉煤灰较少时,快养条件下粉煤灰水化提供的强度
贡献低于标养条件水泥的水化;当粉煤灰掺量较多时, 标养条件下粉煤灰的水化量较少,而在快养时活性激活 水化速率增大,使强度高于 28 d 强度。掺粉煤灰混凝土 的扫描电镜图见图 2。
1 试验材料与设备
1.1 试验材料 水泥:烟台山水 P.O42.5R 水泥,物理化学性能见表 1 和表 2。
表 1 水泥物理性能
物理 密度 标准稠度 比表面积 抗折强度/MPa 抗压强度/MPa
性能 / g· cm- 3 用水量/mL /m2.kg-1 3 d
28 d 3 d
表 6 粉煤灰对混凝土工作性能的影响
序号 粉煤灰掺量% 水胶比 外加剂百度文库/kg 坍落度/mm 扩展度/mm 和易性
1
0
0.39 8.8
210
440
良好
2
10
0.37 9.2
200
465
良好
3
20
0.36 9.7
210
490

4
30
0.39 10.1
195
500
良好
5
40
0.39 10.6
200
505
摘 要: 采 用 不 同 掺 量 的 粉 煤 灰 和 矿 粉 配 制 混 凝 土 , 并 对 配 制 的 混 凝 土 的 工 作 性 能 和 力 学 性 能 进 行 分 析 。 结 果
显示,掺加矿物掺合料可以提高混凝土的工作性能,但会降低混凝土的早期强度,后期强度会继续发展,
当双掺 20% 粉煤灰和 30% 矿粉时效果最好。
3 矿物掺合料对混凝土力学性能的影响
3.1 粉煤灰对混凝土力学性能的影响 由图 1 可得,掺加粉煤灰后,7 d 混凝土强度低于基 准混凝土,但在 7 d 后掺加粉煤灰的混凝强度增长速度比 基准混凝土大,当龄期达到 60 d 掺加 20% 粉煤灰的混凝 土强度高于基准混凝土。这是由于粉煤灰的活性比水泥 低,水化比纯水泥要慢,因此,在早龄期,随着粉煤灰 含量的增加而逐渐减小,在早龄期尤其明显。由于粉煤 灰具有火山灰活性效应,其中的 SiO2 和 Al203,能够与水
28 d
P·O42.5R 3.08
136
360 5.8 8.5 31.3 51.0
3/2015 粉煤灰
39
表 2 水泥的化学成分 %
水泥
SiO2 Fe2O3
Al2O3 CaO
MgO SO3
P·O42.5R 19.95 2.90
4.71 60.58 1.41 2.81
粉煤灰:II 级粉煤灰,产地:龙口,化学成分见表 3。
2.3 双掺对混凝土工作性能的影响 由表 2.8 可得,当粉煤灰和矿粉双掺时混凝土的坍落 度及扩展度增大,且和易性提高。在掺加 20% 粉煤灰和 30% 矿粉时和易性最好。这与单掺粉煤灰和矿粉的影响 相同。矿物掺合料的微集料效应,起到填充水泥与集料 空隙的作用,释放出更多的自有水,增加混凝土的流动性, 同时起到滚珠作用和保水作用,使混凝土的和易性得到 提高。
8.8
8 308 132 0 722 624 416 0.4
8.8
9 264 176 0 722 624 416 0.42
8.8
10 374 44
44 704 607 405 0.38
9.7
11 308 88
88 704 607 405 0.38
9.7
12 264 132 88 704 607 405 0.37
9.2
3 396 0
88 704 607 405 0.36
9.7
4 374 0 132 695 599 400 0.39 10.1
5 352 0 176 685 592 394 0.39 10.6
6 418 44
0 722 624 416 0.4
8.8
7 352 88
0 722 624 416 0.4
良好
Berry 和 Malhotra 的研究 [7] 表明,粉煤灰对混凝土工 作度的影响,主要因素是 > 45μm 颗粒的比例;< 45μm 的球状粉煤灰,可以降低混凝土的需水量。粉煤灰的细度 越大,烧失量越小,混凝土单方用水量降低越大。细集料 的细度模数越大,混凝土单方用水量的降低也越大。
使 水 泥 浆 体 的 流 动 性 增 加。(3)微 集 料 效 应:微 细 颗 粒 均匀分布在水泥浆内,填充毛细孔,改善混凝土孔结构 和增大密实度的效应。混凝土中掺入适量的矿物掺合料 混合均匀之后,粉体的颗粒级配更为合理,密实度提高 。 [3-4] 矿粉为矿渣,是由炼铁时排出的处于融溶状态的炉 渣经急速水淬而成。它含有大量的 CaO(35% ̄48%),并 含有活性 Si02 和 A1203。它们本身无独立的水硬性,但在 CaO、CaSO4 的作用下,其潜在的水硬性可以被激发出来, 产生缓慢的水化作用 [5-6]。由于矿渣的化学成分比较稳定, 用作辅助胶凝材料或部分替代水泥用于建筑工程是矿渣 利用的主要方式。
2 矿物掺合料对混凝土工作性能的影响
2.1 粉煤灰对混凝土工作性能的影响 试验过程中保证混凝土的坍落度基本相同即工作状 态相同的情况下,调整用水量和外加剂用量。 由表 6 可知,随粉煤灰掺量增加,用水量和外加剂 的用量增加,在保证坍落度基本相同的情况下,随粉煤 灰掺量增加扩展度增加,且掺量 20% 时和易性最好。由 于试验中粉煤灰和水泥的取代率为 1 : 2,因此掺加粉煤 灰后总胶凝材料的量增加,掺量越高胶凝材料的量越多, 需水量也就越大。高品质的粉煤灰取代水泥时,可有效 改善混凝土的和易性。因为粉煤灰是由大小不等的球状 颗粒的玻璃体组成,表面光滑致密,在混凝土拌合物中 能起到滚珠作用。新拌混凝土中的水泥颗粒易聚集成团, 粉煤灰的掺入可有效地分散水泥颗粒,使其释放出更多 的浆体来润滑集料。另外粉煤灰具有良好的保水性,能 减少混凝土的离析和泌水。
同作用下,使粉煤灰混凝土后期强度发展的速度大于基
强度 /MPa
准混凝土。
54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36

无掺合料
10% 粉煤灰 20% 粉煤灰 30% 粉煤灰 40% 粉煤灰
28
60
试块龄期 /d
快养 1
图 1 粉煤灰对混凝土力学性能
文章编号:1007-046X(2015)03-0039-05
生态建材
大掺量矿物掺合料对混凝土性能的影响
Effect of High Volume Mineral Admixture on Concrete Performance
王静静1,武 斌2,刘高凯1
1.烟建集团有限公司混凝土分公司,山东 烟台 264000; 2. 济南大学 建筑材料制备与测试技术山东省重点实验室,山东 济南 250022
20 0.39 10.1
225
510 良
20 0.39 10.1
220
490 良
泥水化产物 Ca(OH)2 之间发生化学反应,使水化产物不断 增多,而水化产物能有效地填充水泥颗粒间的孔隙,使
混凝土中的无害孔增多,有害孔减小;同时粉煤灰中富
含大量的玻璃微珠,能使水泥颗粒解絮扩散,从而产生
减水、润滑、改善混凝土的密实性 [8]。在这两个因素的共
表 8 双掺对混凝土工作性的影响
序号粉煤灰掺量/%矿粉掺量/%水胶比外加剂 /kg坍落度/mm扩展度m/ m 和易性
1
0
10
10
11
20
12
20
13
30
14
20
0
0.39 8.8
210
440 良
10 0.39 9.7
220
450 良
20 0.38 9.7
220
470 良
30 0.37 9.7
225
510 优
表 3 粉煤灰化学成分 %
化学成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O Loss 含量 49.11 30.6 5.54 2.12 0.62 1.09 0.35 4.46
矿渣粉:S95 级,产地烟台丛林,化学成分见表 4。 表 4 矿粉化学成分 %
化学成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 含量 33.5 15.4 0.25 41.1 8.0 0.21 0.35
外加剂:聚羧酸减水剂,烟台某厂。 集 料:河 沙:中 砂,产 地 烟 台 牟 平;大 石 子:16 ~ 31.5mm,产地烟台福山;小石子:5 ~ 20mm,产地烟台 福山。
关键词: 掺合料;粉煤灰;矿粉;混凝土
中图分类号:TU528.041 文献标志码:A
0 前 言
矿物掺合料是在混凝土搅拌过程中加入的、具有一 定细度和活性的用于改善新拌和硬化混凝土性能(特别 是耐久性能)的某些矿物类产品,又称矿物外加剂。其 主要特征是磨细矿物材料,细度比水泥颗粒小,主要用 于改善混凝土的耐久性和工作性能,已成为混凝土继外 加剂后的第 6 组分。粉煤灰和矿渣微粉是混凝土常用的 矿物掺合料,能有效改善普通水泥混凝土的工作性和耐 久性等 [1]。 粉煤灰是燃煤电厂中磨细煤粉在锅炉中燃烧后从烟 道排出、被收尘器收集到的物质,以硅酸盐和铝硅酸盐 为主。颗粒粒径主要分布在 0.5 ̄300 μm 的范围内,大部 分在 45 μm 以下,平均粒径在 10 ̄30 μm[2]。粉煤灰因其 物 理 化 学 性 质 具 有 以 下 三 种 效 应,(1)火 山 灰 效 应:粉 煤灰中含 CaO 很少但含有大量的活性 Si02 和 A1203,它们 既无独立的水硬性,也无潜在的水硬性能,它们的活性 能在常温下被水泥水化时析出的 Ca(OH)2 激活,和它产生 二次反应 ( 火山灰反应 ),生成具有胶凝性能的水化硅酸 钙 和 水 化 铝 酸 钙。(2)形 态 效 应:粉 煤 灰 在 高 温 燃 烧 过 程中形成的粉煤灰颗粒,绝大多数为玻璃微珠。由于粉 煤灰的颗粒较小,能在水泥颗粒之间起到“滚珠”作用,
1
0
0.39 8.8
210
440

6
10
0.38 8.8
210
450

7
20
0.40
8.8
200
465

8
30
0.40
8.8
210
480

9
40
0.42 8.8
220
480

矿粉与减水剂复合作用下表现出的辅助减水作用, 主要原因矿粉可显著降低水泥浆屈服应力,因此可改善 混凝土的和易性。矿粉颗粒直径显著小于水泥且圆度较 大,它在新拌水泥浆中具有轴承效果,可增大水泥浆的 流动性。
9.7
13 286 88 132 695 599 400 0.39 10.1
14 242 132 132 695 599 400 0.39 10.1
40
COAL ASH 3/2015
整,其中粉煤灰对水泥的取代率按 1 : 2 取代,矿粉对水 泥按 1 : 1 取代,试验中通过调整水胶比来保证各组混凝 土的坍落度基本相同。试验对混凝土的工作性能以及力 学性能进行了分析和检测,以得到掺合料对混凝土性能 的影响。试验试样配合比见表 5。
1.3 试验方案 本试验设计以 C40 混凝土强度等级基础进行配比调
表 5 试验配合比 kg
序号 水泥 矿粉 粉煤灰 砂 大石子 小石子 水胶比 外加剂
1 440 0
0 722 624 416 0.39
8.8
2 418 0
44 713 616 410 0.37
3.2 矿粉对混凝土工作性能的影响 由表 7 可得,掺加矿粉之后混凝土的和易性得到改 善,扩展度增大,工作性能得到提高,矿粉掺量较低时, 新拌混凝土出机坍落度增加,矿粉掺量较高时,新拌混 凝土出机坍落度随掺量的增大变化不大。
表 7 矿粉对混凝土工作性能的影响
序号 矿粉掺量% 水胶比 外加剂 /kg 坍落度 /mm 扩展度 /mm 和易性
1.2 试验设备 搅拌机:SJD60 型单卧强制式混凝土搅拌机。 压力机:YAW-2000 型压力试验机,精度 I 级。 快速养护箱:ACW-85 型水泥混凝土快速养护箱。 扫描电镜:FEI QUANTA FEG 250 二次电子成像扫 描电子显微镜。
相关文档
最新文档