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礦粉摻量對混凝土強度影響的試驗研究

樓主:混凝土與水泥制品雜志 時間:2020-02-21 16:56:36



摘要:對高強度等級混凝土重的礦粉摻量進行了試驗研究,結果表明,礦粉的摻量變化對早期強度有較大影響,但在7d以后,這種影響比較微弱,在30%等量替代時,各個齡期的砂漿強度都高于純水泥砂漿強度,等量替代70%以內時,對強度幾乎沒影響。

關鍵詞:礦粉;混凝土;砂漿;強度;替代量

礦粉是水淬?;郀t礦渣經粉磨后達到規定細度的一種粉體材料。礦渣作為混合材在水泥中應用非常廣泛,礦粉等量取代部分水泥時,隨著摻量的增加,混凝土早期強度會下降,而目前各工程工期緊、施工進度快是普遍現象,兩者是一對矛盾,混凝土是區域性很強的材料,了解本地區材料性質,可以更好的發揮材料性能。


1、原材料


水泥選用冀東水泥廠生產的P·O42.5級普通硅酸鹽水泥;

礦粉為唐山鋼鐵公司唐龍礦粉

選用天津建筑科學研究院生產的YNB高效減水劑

薊縣產中砂,細度模數為2.7;

拌和用水為天津市政工程研究院自來水

為考核礦粉對混凝土強度的影響,固定水膠比0.3不變,不斷變換礦粉的產量,維持膠砂比不變(以C50配比的混凝土中的砂漿為基準),進行不同齡期的強度檢測,模擬其在混凝土中的影響。


表1 不同齡期的砂漿強度(MPa)


1天強度

3天強度

7天強度

14天強度

28天強度

0%礦粉

45.6

73.9

72.2

77.2

98.6

10%礦粉

40.3

72.4

74.4

82.5

93.7

20%礦粉

39.5

67.6

72.0

85.3

100.8

30%礦粉

27.7

64.1

80.2

81.0

95.5

40%礦粉

22.4

63.6

80.9

75.3

97.9

50%礦粉

11.4

59.4

75.1

84.9

97.0

60%礦粉

6.5

52.9

71.6

81.9

86.8

70%礦粉

2.5

47.3

69.6

72.1

85.9


為便于了解礦粉的影響,以純水泥砂漿的強度為100%,考核不同齡期礦粉的影響,見表2


表2  不同齡期砂漿發展(%,以純水泥砂漿為基準)


1天強度

3天強度

7天強度

14天強度

28天強度

0%礦粉

100

100

100

100

100

10%礦粉

88

98

103

107

95

20%礦粉

87

92

100

111

102

30%礦粉

61

87

111

105

97

40%礦粉

49

86

112

98

99

50%礦粉

25

80

104

110

98

60%礦粉

14

72

99

106

88

70%礦粉

6

64

96

93

87


圖1和圖2給出了直觀的曲線

圖1?礦粉摻量對砂漿強度的影響


圖2?不同齡期砂漿強度受礦粉摻量的影響


從以上的試驗數據可以看出,從強度而言,早期礦粉產量越大,強度發展越慢,但7天后基本一致,摻量不超過50%,對砂漿的28天強度毫無影響,即便摻到70%,砂漿的強度也保留近90%。


2、橋梁混凝土配合比設計


對耐久性而言,在課題《城市污水環境下混凝土腐蝕與耐久性評價》中的研究表明,摻合料超過50%,耐久性開始下降,國內一些研究也得到類似的結論。

基于以上研究,我們在大量實驗研究的基礎上,工程中應用了表3配比。


表3 橋梁結構不同部位的典型混凝土配比

使用部位

設計強度等級

水泥kg/m3

細骨料

kg/m3

粗骨料kg/m3

水kg/m3

外加劑(kg/m3

摻合料kg/m3


W/C

減水劑

防腐劑

配比一

(灌注樁)

C30

D級環境

200

699

1141

160

10

36

164

0.44

配比二

(管道基礎、墩柱、蓋梁)

C35

D級環境

232

655

1164

160

8.42

——

189

0.38

配比三

(承臺、防撞護欄)

C30

E級環境

236

644

1146

155

12.77

27

193

0.36

配比四

(箱梁、蓋梁)

C50

D級環境

336

672

1144

154

12

—— 

144

0.32


相應地,表4?給出了幾個配比的強度值,表5給出了氯離子擴散系數。


表4   抗壓強度測定值

抗壓強度

MPa

配比一

配比二

配比三

配比四

3d

7d

28d

3d

7d

28d

3d

7d

28d

3d

7d

28d

15.3

27.3

42.3

19.2

37.1

43.4

18.0

36.0

46.8

25.0

48.0

59.5

?

表5 氯離子擴散系數


配合比一

配合比二

配合比三

配合比四

DRCM

3.39

2.88

2.11

3.06


實驗表明,幾種混凝土的氯離子擴散系數都很低,強度也高于設計強度要求,超過工程混凝土的技術指標要求,同時由于大摻量,也有明顯的經濟效益。


3、結論

實驗條件下,礦粉的摻量變化對早期強度有較大影響,但在3d以后,這種影響比較微弱,在30%等量替代時,各個齡期的砂漿強度都高于純水泥砂漿強度,等量替代70%以內時,對強度幾乎沒影響。

來源:聞寶聯 砼行路上


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