2004年第5期
10月混凝土与水泥制品
CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTS2004No5October
大掺量超细矿粉在混凝土中的应用
尹
峻
(厦门市建筑科学研究院,361000)
摘
要:通过在混凝土中掺入超细矿渣等量取代水泥,试验研究了强度等级为C25、C30、C35、C40、C45、C50、C60、C65的混凝土
配合比及测定了相应的混凝土性能。在分析讨论超细掺合料的掺量对混凝土工作性及强度影响的基础上,指出了配制这种混凝土的技术途径。
关键词:混凝土;超细矿渣;技术途径中图分类号:TU528
文献标识码:B
文章编号:1000-4637(2004)05-20-03
0引言
为了提高混凝土的耐久性、强度、抗侵蚀性以及
细集料中砂,Ⅱ区,细度模数2.5,堆积密度1500kg/m。
粗集料1花岗岩碎石,5mm～40mm连续粒级,压碎指标5.6%,堆积密度1510kg/m3,针片状含量1.6%。
粗集料2花岗岩碎石,5mm～31.5mm连续粒级,压碎指标5.6%,堆积密度1500kg/m3,针片状含量2.1%。
外加剂1A型普通减水剂,掺量1.0%(胶凝材料质量)
外加剂2B型高效减水剂,掺量2.0%(胶凝材料质量)
外加剂3C型高效减水剂,掺量2.8%(胶凝材料质量)
1.2试验内容及方法1.2.1试验内容
①配制强度等级C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55的基准混凝土,其配合比如表2所示。
比表面积
3
3
确保环境不受污染,在实际的工程中,除采用低水灰比和高流动性的方法外,加入矿物掺合料也是重要措施之一[1]。超细矿粉是由工业废料矿渣经过磨细后加工而成,它可和水泥中C3S、C2S水化生成的Ca(OH)2发生二次反应生成C-S-H凝胶,填充于空隙中,提高混凝土的强度及耐久性。在混凝土中掺入超细矿渣,除减少水泥用量、降低成本外混凝土的坍落度损失1
1.1原材料
水泥1“建福”普通硅酸盐水泥32.5级。水泥2“建福”普通硅酸盐水泥42.5级。掺合料超细矿粉,其物理性能见表1。
表1超细矿粉渣的物理性能
流动度比/%111
活性指数/%7d88
28d113
密度/(g/cm)2.82
[3]
[2]
,还可以在拌制混
凝土的过程中改善混凝土的和易性与浇筑性能,减少
。
原材料及试验方法
②在同等条件下以30%、35%超细矿粉等量取代基准混凝土配合比中的水泥,其试验配合比分别示于表3和表4。同时测定7d、28d的抗压强度并与基准混凝土强度进行对比。
/(m/kg)509
2
表2基准混凝土配合比
强度等级C25
C30C35C40C45C50C55
配制强度/MPa33.238.243.248.253.259.964.9
砂率/%42
[1**********]7
水[***********]192
水泥1380415456----水泥2---[1**********]9
砂子[***********]614
原材料/(kg/m)石子[***********][1**********]
石子2-------掺合料-------外加剂1外加剂2外加剂33.804.154.56-------8.34
9.029.9410.98
-------3
水胶比0.60
0.550.500.470.430.390.35
20
尹峻大掺量超细矿粉在混凝土中的应用
表3用30%超细矿粉等量取代水泥时混凝土配合比
强度等级C25C30C35C40C45C50C55C60C65
配制强度
水胶比
/MPa33.238.243.248.253.259.964.973.278.2
0.590.540.49
0.450.410.370.330.290.27
砂率
/%[***********]
原材料/(kg/m3)
水223223223
[***********]
水泥1266291319------水泥2---[***********]
砂子[***********]614630598
石子[***********][1**********]--石子2-------10721064
掺合料[***********]165162174
外加剂1外加剂2外加剂33.804.154.56---------8.349.029.9410.98---------15.1516.27
表4用35%超细矿粉等量取代水泥的混凝土配合比
强度
等级C25C30C35C40C45C50C55C60C65
配制强度
水胶比
/MPa33.238.243.248.253.259.964.973.278.2
0.590.54
0.490.450.410.370.330.290.27
砂率
/%[***********]
原材料/(kg/m)
水221221
[***********]157
水泥1247270296------水泥2---[***********]
砂子[***********]614630598
石子[***********][1**********]--石子2-------10721064
掺合料[***********]192189203
外加剂1外加剂2外加剂33.804.154.56---------8.349.02
9.9410.98---------15.15
16.27
3
③在掺入30%、35%超细矿粉的混凝土配合比中增加C60、C65级的混凝土(表3,4),并测定7d、28d龄期的抗压强度。
④分析掺加超细矿粉新拌混凝土的和易性、泌水性以及与基准混凝土相比的凝结情况。1.2.2试验方法
试验按照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行,试验的坍落度控制为160mm～180mm,采用机械搅拌和机械捣固方法成型,混凝土试件的尺寸为150mm×150mm×150mm,养护条件为(20±3)℃,相对湿度≥90%。2
试验结果
表5～表7分别给出了基准混凝土及掺矿粉混凝土的试验结果。表6和表7还列出了其与基准混凝土的比较。此外,表8单独列出了C60、C65级混凝土的试验结果。3
结果分析
表5基准混凝土的性能
强度等级C25C30
C35C40C45C50C55
坍落度/mm[***********]165
和易性良好良好良好良好良好良好良好
泌水现象无无无无无无无
7d抗压强度28d抗压强度/MPa24.530.535.642.346.649.455.6
/MPa33.239.8
45.250.155.261.666.5
表6掺30%矿物细粉混凝土的性能
强度
等级C25C30C35C40C45C50C55
坍落度/mm[***********]170
泌水现象无无无无无无无
7d抗压强度28d抗压强度/MPa/MPa
25.932.237.844.753.156.562.1
35.743.948.6
58.663.568.678.6
与基准混凝土性能比较
和易性较好较好较好
较好较好较好较好
凝结情况略缓凝略缓凝略缓凝略缓凝略缓凝略缓凝略缓凝
7d抗压强度比/%28d抗压强度比/%
[***********]2
[***********]118
和易性好好好好好好好
从以上的数据可以看出,在同等条件下采用30%、35%超细矿粉等量取代水泥,混凝土性能明显优
21
2004年第5期混凝土与水泥制品
表7掺35%矿物细粉混凝土的性能
总第139期
强度等级C25C30C35C40C45C50C55
坍落度/mm[***********]175
和易性好好好好好好好
泌水现象无无无无无无无
7d抗压强度28d抗压强度/MPa28.933.837.944.849.651.156.7
/MPa39.243.7
47.657.364.867.471.2
和易性较好较好
较好较好较好较好较好
与基准混凝土性能比较凝结情况略缓凝略缓凝略缓凝略缓凝略缓凝略缓凝略缓凝
7d抗压强度比/%28d抗压强度比/%
[***********]102
[***********]107
表8C60、C65混凝土的性能
超细矿粉掺量/%3035
强度等级C60C65C60C65
和易性好好好好
泌水现象无无无无
7d抗压强度28d抗压强度/MPa62.575.471.377.1
/MPa73.580.383.6
88.7
大大改善了混凝土的内部结构[5],提高了混凝土的强度。
参考文献
[1]寺村悟.高强度化のたぬの混合材のセメント.コンコリ—ト,no,546,1992
[2]刘旭晨,赵景海.矿物掺合料对高强混凝土配制的影响.混凝土,2002(10)
[3]王华生,赵慧如.混凝土技术禁忌手册.机械工业出版社,2002[4]潘钢华,孙伟,张亚梅.活性混合材微集料效应理论和实验研究.混凝土与水泥制品,1997(6)
[5]江京平,高智祥,范万祥.机制砂超主强高性能混凝土的研制
收稿日期:2004-07-26
作者简介:尹峻(1976-),男,助理工程师。
通讯地址:厦门市湖滨南路62号联系电话:0592-2273737
于基准混凝土,表现为掺加超细矿粉的混凝土和易性好,无明显的离析和泌水现象,有轻微的缓凝现象,7d及28d龄期抗压强度与基准混凝土相比有明显的提高。在混凝土中掺入超细矿粉,具有填充效应、火山灰效应和微集料效应[4],其与混凝土中的Ca(OH)2进行二次反应,消耗了大量的Ca(OH)2,并且生成C-S-H凝胶填充于空隙中,使得大孔变小,小孔变得不连续,
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