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        不同摻量硅灰對活性粉末混凝土力學(xué)性能的影響

        2018-08-03 03:06:38劉振國
        商品混凝土 2018年7期
        關(guān)鍵詞:硅灰礦粉鋼纖維

        劉振國

        (保定新一代建設(shè)工程材料檢測有限公司,河北 保定 071051)

        1 RPC 概述

        活性粉末混凝土是由水泥、石英細(xì)砂(不含粗骨料)、磨細(xì)石英粉、硅灰、高效減水劑和鋼纖維等組成,在凝結(jié)、硬化過程中采用加壓、加熱的養(yǎng)護(hù)工藝制得。RPC 設(shè)計過程中通過提高顆粒的細(xì)度與活性,優(yōu)化顆粒級配的基礎(chǔ)上摻加短細(xì)纖維,減少材料內(nèi)部缺陷,增加密實度,從而獲得高強(qiáng)度、高韌性和高耐久性的混凝土。

        作為 RPC 主要成分之一的硅灰,由于其填充效應(yīng)和火山灰效應(yīng)有助于填充水泥顆粒之間的空隙,增加硅酸鹽的聚合度,從而使混凝土獲得致密的組織結(jié)構(gòu)和較高強(qiáng)度與耐久性。本試驗通過硅灰不同摻量對 RPC 力學(xué)性能影響試驗,從而確定硅灰對 RPC 的影響。

        2 試驗材料、步驟、試驗方法

        2.1 試驗原材料

        確定使用水泥、粉煤灰、礦粉、石英砂、鋼纖維及高效減水劑的性能,對使用的硅灰做出相應(yīng)的調(diào)整。

        水泥:根據(jù)試驗需要選用太行水泥有限公司的P·O42.5 普通硅酸鹽水泥(低堿),物理性能見表 1。

        表 1 水泥物理力學(xué)性能指標(biāo)

        (2)粉煤灰:Ⅰ級粉煤灰,華北電力廠,性能見表 2。

        表 2 粉煤灰的特性指標(biāo)

        (3)礦粉:河北前進(jìn)鋼廠S95級礦渣粉,性能見表3。

        表 3 礦粉的特性指標(biāo)

        (4)硅灰;山東三美硅材料有限公司,比表面積18~27m2/g。

        (5)鋼纖維:長度 12mm,直徑 0.2mm,長徑比60。

        (6)石英砂:粒徑 20~40 目、40~70 目和 70~120 目三種。

        (7)減水劑:保定慕湖恒源高效減水劑,減水率25.2%,固含量 36.3%。

        2.2 不同摻量硅灰性能試驗

        試驗設(shè)定除硅灰以外其他原材料相同,硅灰摻量為0~30%,試驗設(shè)定見表 4。

        表 4 試驗數(shù)據(jù)設(shè)定

        硅灰摻量在 10%~30% 時,有利于鋼纖維與基體之間的粘結(jié),鋼纖維與基體之間的界面效應(yīng)能夠最大限度的阻止鋼纖維的滑動,同時鋼纖維和基體界面的結(jié)合度和拔出能達(dá)到最大。

        2.3 試驗數(shù)據(jù)分析

        試驗數(shù)據(jù)測定,根據(jù)不同摻量的硅灰,試驗數(shù)據(jù)匯總見表 5。硅灰摻量對 RPC 拌合物坍落度的影響見圖1,對 RPC 力學(xué)性能的影響見圖 2~4。

        通過圖 1,可以看出 RPC 拌合物隨著硅灰摻量的增多,坍落度逐漸的減小,拌合物逐漸變得比較粘稠,由于硅灰特別細(xì),比表面積特別大,表面需水量增加,這一作用超出了其填充作用和潤滑作用,使得需水量增加。

        由圖 2、3 和 4 可知,硅灰摻量在 25% 時,RPC 的抗壓強(qiáng)度和彈性模量較高,抗壓強(qiáng)度達(dá)到峰值,有利于RPC 力學(xué)性能的發(fā)展。

        表 5 不同硅灰摻量下 RPC性能

        圖 1 硅灰摻量對坍落度影響

        圖 2 硅灰摻量不同對 RPC抗折強(qiáng)度的影響

        圖 3 硅灰摻量不同對 RPC抗壓強(qiáng)度的影響

        圖 4 硅灰摻量不同對 RPC彈性模量的影響

        3 結(jié)論

        硅灰作為高活性礦物摻合料,是最常見的活性組分。硅灰顆粒較小,填充在不同顆粒空隙之間,提高漿體的密實度。作為球形顆粒,具有很好的潤滑作用,提高流變性,促進(jìn) C3S 水化,有利于 RPC 早期強(qiáng)度的提高。但是,摻量過高后,使得 RPC 中氣泡不易排出,造成強(qiáng)度的下降,從而需要一個適量的摻量。試驗確定,硅灰摻量在 25%,RPC 各種力學(xué)性能能夠達(dá)到最優(yōu)。

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