孫曉強
北京城建集團有限責任公司
(1)水泥:P·O42.5水泥,膠砂抗壓強度3d為25.7MPa,28d為47.1MPa。
(2)粉煤灰:F 類Ⅰ級粉煤灰,45μm 篩余4.2%,需水量比90%,燒失量2.92%,SO3含量1.87%,28d膠砂活性指數(shù)76%。
(3)礦粉:S95級,比表面積422m2/kg,流動度比98%,燒失量0.91%,SO3含量1.43%,7d、28d膠砂活性指數(shù)分別為76%、97%。
(4)碎石:5mm~31.5mm 的連續(xù)級配石灰?guī)r碎石,4.75mm~9.5mm、9.5mm~19mm 與16mm~31.5mm 碎石按2:6:2 搭配,壓碎值18.4%,針片狀顆粒含量4.0%,含泥量0.4%,泥塊含量0%。
(5)砂:河砂,Ⅱ區(qū)級配,細度模數(shù)2.9,含泥量1.3%,泥塊含量0.1%。
(6)減水劑:緩凝型聚羧酸系高性能減水劑,含固量20.32%,減水率27%。
在混凝土的配制中,采用大量的礦物摻和料來替代水泥,能夠降低混凝土的水化熱。所以,在本次研究中大摻量礦物摻和料混凝土的配合比為礦粉50%、粉煤灰40%、粉煤灰30%+礦粉20%三種C40 強度的混凝土。并且為了能夠更好的進行對比,還設計了兩種不同的普通混凝土,分別是純水泥還有加入了20%粉煤灰的混凝土,詳細配合比數(shù)據(jù)見表1。為了能夠確保這5中不同配合比的混凝土在標準養(yǎng)護條件下28d齡期時,混凝土的強度能夠同處一個水平線,將三種大摻量混凝土的水膠比值設定為0.35,而純水泥水膠比設定為0.40,還有20%的粉煤灰混凝土水膠比設定為0.38。
1.3.1 溫度匹配養(yǎng)護方法
在混凝土試件成型之后,將其放置在20℃左右的溫度下,靜置2~3個小時,然后將其帶膜并且表面覆蓋上一層塑料薄膜,放入到高低溫交變濕熱試驗箱當中,實現(xiàn)變溫養(yǎng)護,對于養(yǎng)護溫度的變化則依據(jù)實際某工程混凝土實測內(nèi)部的溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)來進行調(diào)控,在混凝土的內(nèi)部,最高的溫度能夠達到56.9℃。在完成變溫養(yǎng)護之后,要將試驗箱關(guān)閉,然后等待自然降溫,然后再將其放入至標準養(yǎng)護是當中,進行標準養(yǎng)護,一直到預定的齡期。在實驗中,混凝土試件其尺寸都相同,將三個試件作為一組。強度試驗齡期分別為1d、3d、7d、28d 和56d,對應的變溫養(yǎng)護齡期分別為1d、3d、7d、7d、7d。
表1 混凝土配合比及養(yǎng)護方式
4.2 5.04 5.04 5.04 F20 F40 K50 F30K20 TMCSC TMCSC TMCSC TMCSC 336 252 210 210 84 168 0 126 0 0 210 84 159 147 147 147 763 768 768 768 1098 1105 1105 1105
1.3.2 標準養(yǎng)護方法
這兩種試樣都是同時完成的,并且在它們的表面都進行覆蓋塑料薄膜,然后將這兩種試件放在溫度20℃的環(huán)境當中,等待24 小時,然后拆模,接著在放到濕度為95%、溫度為20℃的標準養(yǎng)護室當中,一直到預定的齡期。
1.3.3 SEM與化學結(jié)合水測試
依據(jù)表1的配合比進行制定混凝土,然后在采用上述兩種不同的養(yǎng)護方法進行養(yǎng)護,接著利用無水乙醇進行分別浸泡,中止水化,最后利用JSM-IT300 型掃描電子顯微鏡實現(xiàn)SEM 測試以及使用高溫灼燒法進行測定它們的化學結(jié)合水含量。
集中不同礦物摻和料混凝土其在不同的養(yǎng)護方法下,抗壓強度的差別對比。結(jié)果如下:(1)在這幾組混凝土的配合比都相同的條件下,采用溫度匹配的養(yǎng)護方法,這幾種混凝土的3d抗壓強度均高于采用標準養(yǎng)護方法的強度高。還有就是在其他條件不變的情況下,他們的28d強度只有純水泥混凝土的強度要高于溫度匹配養(yǎng)護方法。(2)這幾種混凝土的試樣在采用標準養(yǎng)護方法的養(yǎng)護下,他們的28d強度沒有較大的差別,但是因為這幾種混凝土的礦物摻和料不同,所以在采用溫度匹配的養(yǎng)護方法下,他們的強度就會出現(xiàn)較大的差別。尤其是F40、F30K20、K50 這幾種礦物摻和量較大的混凝土,在采用溫度匹配的養(yǎng)護方式下,他們的強度要明顯的高于C0、F20這兩種混凝土,他們的強度順序為F40>F30K20>K50>F20>C0。
膠凝材料的漿體其化學結(jié)合含水量的大小,能夠間接性的反映出其反應發(fā)生的情況,到了什么樣的程度,要是化學結(jié)合含水量越大,則說明反應的程度越高。在下圖1、2中,就分別表現(xiàn)出了C0、F40、K50、F30K20 這幾種凝膠材料的漿體其在兩種不同的養(yǎng)護方法下水化1d、3d的化學結(jié)合水含量。通過比對下面這兩張圖可知,不同的凝膠材料,要是采用標準養(yǎng)護的方式,則他們的化學結(jié)合含水量如下:C0>K50>F40>F30K20,而要是采用溫度匹配的養(yǎng)護方式,則為C0>K50>F30K20>F40,由此可以看出采用溫度匹配的養(yǎng)護方法,F(xiàn)30K20 的水化程度要比F40高。
圖1 標準養(yǎng)護條件下膠凝材料漿體化學結(jié)合水含量
圖2 溫度匹配養(yǎng)護條件下膠凝材料漿體化學結(jié)合水含量
(1)要是采用的養(yǎng)護方式為溫度匹配,那么就能夠?qū)⒒炷羶?nèi)部的水化溫度極早的揮發(fā)出去,從而促使混凝土其水化的進程加快,從而讓混凝土當中粉煤灰還有礦粉的化學活性能夠較早的揮發(fā),從而使得漿體的結(jié)構(gòu)比較緊密,這洋酒導致大摻量混凝土的3d、7d抗壓強度更高。在進行設計大摻量混凝土的配合比的時候,應當對于混凝土內(nèi)部的水化熱溫升對于混凝土強度的影響,因此,在進行設計配合比之前,應當依據(jù)實際情況,做到全面的考慮。