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        礦渣粉對混凝土性能影響研究

        2020-07-28 13:10:14姜大偉
        商品與質(zhì)量 2020年20期
        關(guān)鍵詞:混凝土影響

        姜大偉

        遼寧省檢驗檢測認證中心(遼寧省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院) 遼寧沈陽 110000

        礦渣是鋼鐵廠冶煉生鐵時產(chǎn)生的廢渣經(jīng)過干燥、粉磨達到一定細度的粉體材料。礦渣粉具有水硬性和活性,是水泥混凝土常用的摻合料之一。少量或等量取代水泥,可降低混凝土成本,能顯著提高混凝土的工作性能,改善混凝土耐久性,在混凝土應(yīng)用中發(fā)揮非常重要的作用。本文詳細研究了礦渣粉對混凝土抗壓強度帶來的影響,具體如下。

        1 原材料

        礦渣粉的主要成分是二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂等。GB/T18046-2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的?;郀t礦渣粉》中礦渣粉分為S75、S95、S105三個等級。由于礦渣粉S95應(yīng)用最廣泛,所以本文選用S95礦渣粉。礦渣粉粉磨到一定細度,才能充分水化,原則上細度越小、比表面積越大,活性越好,但考慮到細度越細粉磨困難,成本增加。綜合考慮,本文選用礦渣粉比表面積420m2/kg[1]。

        水泥選用普通硅酸鹽水泥P·O42.5、普通硅酸鹽水泥比表面積350 m2/kg。

        砂子:選用中砂,測定密度2620kg/m3,細度模數(shù)2.3;

        石子:選用碎石,測定密度2740kg/m3。

        化學(xué)成分見表1。

        表1 礦渣粉和水泥化學(xué)成分

        2 試驗結(jié)果

        將礦渣粉按照不同摻量替代混凝土中的普通硅酸鹽水泥,進行抗壓強度測試,結(jié)果見表2。

        表2 不同摻量礦渣粉對混凝土抗壓強度的影響

        3 結(jié)果分析

        3.1 對坍落度的影響

        礦渣粉摻量大于40%時,塌落度大于不摻礦渣粉的基準(zhǔn)混凝土,小于40%時,有高有低,影響規(guī)律性不強[2]。

        3.2 對抗壓強度的影響

        將表2礦渣粉對混凝土抗壓強度的影響整理成圖1,從圖1可以看出礦渣粉對混凝土強度影響較大,摻加礦渣粉以后,7d強度全部低于基準(zhǔn)混凝土7d強度值,隨著礦渣粉摻量的增加,7d抗壓強度逐漸降低。礦渣粉摻量小于50%,礦渣粉強度大于基準(zhǔn)混凝土28d強度值,礦渣摻量超過50%以后,礦渣粉強度小于基準(zhǔn)混凝土28d強度值。

        3.3 對抗壓強度影響分析

        影響混凝土抗壓強度的因素有三個,一是普通硅酸鹽水泥本身的強度,二是水泥與砂石骨料的粘結(jié)強度,三是配合比集料性能。其中影響最大的水泥砂漿與砂石骨料的粘結(jié)強度大小。水泥的水化產(chǎn)物是Ca(OH)2和CSH凝膠。礦渣粉磨后,玻璃體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,使其活性被激發(fā)出來,產(chǎn)生火山灰性效應(yīng)和微小集料效應(yīng)?;鹕交倚孕?yīng),能夠改變骨料粘結(jié)強度?;炷林袚饺氲V渣粉后,在堿性環(huán)境下,遇水形成Ca(OH)2,能促使水泥進一步水化形成更多的CSH凝膠,改善了混凝土微觀結(jié)構(gòu),是漿體之間的空隙率下降,強化接口粘結(jié)力,使混凝土28d抗壓強度得到提高。微小集料效應(yīng),在混凝土中形成自密實結(jié)構(gòu),礦渣粉的比表面積比水泥大得多,它的加入填充了水泥之間的顆粒間隙,改變了普通硅酸鹽水泥的顆粒級配,使混凝土形成微觀的自密實體系,從而提高后期強度[3]。

        4 結(jié)語

        綜上,礦渣粉的摻量對混凝土的抗壓強度影響很大。礦渣粉摻量從10%增加到70%,混凝土的7d抗壓強度可降低16.8MPa,28d強度可改變5.7MPa。礦渣粉應(yīng)用于混凝土中,可以在大幅度降低水泥用量的同時保證混凝土的質(zhì)量,對混凝土的發(fā)展起到積極作用。根據(jù)礦渣粉摻量對混凝土抗壓強度的影響規(guī)律,以及考慮礦渣粉成本等因素,可以控制礦渣粉摻量在40%-50%,這樣既可以獲得較高的混凝土強度,又可以對成本有效的控制。隨著礦渣粉研究和應(yīng)用不斷深入,可以進一步改善混凝土質(zhì)量,降低混凝土成本,改善環(huán)境,節(jié)約能源。

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