双掺技术

双掺技术（共7篇）

双掺技术 篇1

摘要：在混凝土中掺加适量的高效砼减水剂和粉煤灰可改善混凝土的性能, 获得良好的经济技术效益, 在工程建设领域具有较高的应用价值。

关键词：粉煤灰,高效减水剂,应用价值

粉煤灰属于一种工业废渣, 每年我国都会排放大量的粉煤灰, 尤其是燃煤电厂的粉煤灰排放量更是逐年增加。不经处理的粉煤灰直接排放, 其产生的扬尘会对大气造成污染;如果排入水系堵塞河流, 不利于生态环境的可持续发展。众所周知, 中国人口众多, 人均资源占有量极少, 若能将粉煤灰处理后二次利用, 不仅节约资源, 而且有助于经济的可持续发展。在混凝土中双掺高效混凝土减水剂和粉煤灰属建设部推广使用的“十项新技术”之一的高性能混凝土施工技术, 目前已广泛应用于工程建设领域。粉煤灰作为一种资源丰富、价格低廉, 兴利除害的新兴建材原料受到了人们的青睐。

1 粉煤灰和高效混凝土减水剂作用机理

1.1 粉煤灰在混凝土中的作用

(1) 填充骨料颗粒的空隙并包裹其形成润滑层。粉煤灰颗粒中含有大量玻璃微珠, 粒形好, 而且容重仅为水泥的2/3, 用其填充骨料空隙, 密实性较好, 是制作混凝土的最佳原料之一。

(2) 对水泥颗粒起物理分散作用, 使其分布得更均匀。由于粉煤灰水化速度缓慢, 在混凝土水胶较低的情况下可以提供水分, 以确保水泥充分水化。

(3) 粉煤灰与富集在骨料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反应, 生成不溶性的、胶结性更佳的水化硅铝酸盐凝胶, 这就增强了硬化混凝土的密实性, 增加了强度, 改善了混凝土抗侵蚀能力, 提高了混凝土的耐久性, 使混凝土的各项性能得以改善。

(4) 由于混凝土中掺入了粉煤灰, 混凝土水化速度得到有效控制, 由水化热引起的温升速率便得到控制, 从而避免温度裂缝的产生。

1.2 混凝土高效减水剂的作用

高效减水剂是指在保持混凝土坍落度基本相同的情况下, 能大幅度减少拌合用水的外加剂, 混凝土减水剂的基本特点有以下几方面:

(1) 在保持和易性不变的情况下, 可使混凝土的单位用水量减少5%-25%, 从而大幅度提高混凝土的早期或后期强度, 以提高耐久性, 减少收缩等。

(2) 保持强度不变, 可降低单位水泥用量, 每用1t减水剂相当于节约20t水泥。

(3) 保持水灰比不变, 可使混凝土坍落度增大10-20cm, 从而可以满足诸如混凝土工程大模板施工, 升板施工, 泵送等新工艺的要求。

2 混凝土“双掺”技术在工程实践中的实际意义

在混凝土中掺加粉煤灰可节约大量的水泥和细骨料。实践证明, 在混凝土中合理使用一吨粉煤灰可以取代0.6~0.9吨的水泥, 并取代10%左右的细骨料。由于粉煤灰在配比中可替代部分水泥, 而粉煤灰相比水泥具有价格优势, 故可以降低施工成本, 节约投资。

按照GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》规定, 当结构强度达到或超过设计值的75%才可拆模。未在混凝土中掺入高效减水剂的情况下, 大概10天才可拆模;掺有高效减水剂的混凝土成型后3天即可拆模, 即可达到一般混凝土结构工程的拆模要求, 另外加上模板的搭接和拆除时间, 也能够使模板提前一半多时间用于工程周转, 从而达到缩短工期, 节约投资的要求。

如一幢约5000m2的建筑物, 在施工中混凝土双掺粉煤灰和高效减水剂, 在混凝土中掺入的粉煤灰取代了部分水泥, 有效增加了单位体积混凝土的含浆量, 提高了混凝土的可泵性, 掺入的粉煤灰可以弥补砂中0.315mm以下细颗粒的不足, 充分填充混凝土的空隙, 改善孔结构, 特别是由于混凝土掺入粉煤灰, 水泥的用量相对减少, 水泥水化产生的水化热就减少, 有效防止了建筑物裂缝的产生, 既保证了混凝土的工程质量, 又节约了投资;在混凝土中掺入的高效减水剂, 由于混凝土的单位用水量减少, 从而大幅度提高混凝土的早期强度, 可以比未掺加外加剂时常规施工工期提前约一个半月完成混凝土工程, 这样就可以加快模板的周转, 即用一倍的模板进行二倍的工作, 另外提前工期一个半月, 对工程建设可以产生很高的经济效益。

3 小结

混凝土双掺技术可以在保证混凝土工程质量的前提下节约大量水泥, 提前工期, 起到了节约投资和缩短工期的双重作用, 在环境保护, 节约能源, 降低成本, 保证施工质量等多方面都有重要的应用价值, 产生的经济效益和社会效益是很大的。

参考文献

[1]桂志诚.双掺技术在大体积混凝土中的应用[J].施工技术, 1995, 5 (5) :18-20.

[2]刘曦.双掺技术在商品混凝土中的应用[J].广东建材, 2001年07期.

[3]邢世海, 齐伟军.大流动性混凝土双掺技术应用研究[J].煤炭技术, 2003 (12) .

双掺技术 篇2

双掺技术是指在商品混凝土中掺入粉煤灰的同时掺入一定量磨细的矿渣粉, 以改善商品混凝土性能[1]。目前研究表明, 双掺可有效地提高混凝土各项性能, 如和易性、粘聚性、可泵性;降低混凝土坍落度损失;降低混凝土内部早期干燥收缩;使硬化后的混凝土结构更密实, 混凝土早期和后期强度都能得到提高, 抗渗、抗冻及耐化学腐蚀能力得到显著的改善, 产生的叠加作用会更明显[2]。

泡沫混凝土是用机械的方法将泡沫剂水溶液制成泡沫, 再将泡沫加入含硅质材料 (粉煤灰、砂) 、钙质材料 (水泥、石灰) 、水及各种外加剂组成的浆体中, 经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种轻质建筑材料[3]。目前, 粉煤灰在泡沫混凝土中应用的研究较多, 研究显示, 掺加适量粉煤灰将有助于提高泡沫混凝土抗压强度、抗裂性, 同时可降低生产成本[4]。但研究矿粉-粉煤灰双掺在泡沫混凝土中的应用还很少。本文借鉴商品混凝土中应用很成熟的双掺技术, 研究了粉煤灰、矿粉以及粉煤灰-矿粉双掺技术对泡沫混凝土性能的影响, 以期为泡沫混凝土的生产施工提供指导。

1 原材料与试验方法

1.1 原材料

水泥:华新P·O42.5水泥;矿粉:武新S95矿粉, 28 d活性指数101%;粉煤灰:汉川电厂Ⅱ级粉煤灰, 细度22%;发泡剂:山东威海汉城植物蛋白水泥发泡剂, 稀释比例为1∶50;水:自来水。

1.2 泡沫混凝土试样的制备

将水泥、掺合料、水通过搅拌制成水泥浆, 水灰比为0.6;用专用发泡机将发泡剂溶液制备成泡沫;将水泥浆与不同比例的泡沫混合均匀注入模具, 48 h拆模后在标准条件下养护至规定龄期。

1.3 泡沫混凝土性能测试方法

1.3.1 泡沫混凝土的干密度测试

按照GB/T 5486—2008《无机硬质绝热制品试验方法》, 选取试样尺寸为100 mm×100 mm×100 mm、养护龄期为28 d的试样, 置入电热鼓风干燥箱内, 缓慢升温至 (110±5) ℃, 烘干至恒定质量, 然后移至干燥器中冷却至室温, 恒定质量的判定依据为恒温3 h、2次称量试件质量的变化率小于称量试件自然状态0.2%。称量试件自然状态下的质量, 计算样品的干密度。

1.3.2 泡沫混凝土的导热系数测试

参照GB/T 10294—2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》, 利用JTRC建筑材料热流计式导热系数测试仪进行测试。样品为边长300 mm、厚度50 mm的正方形板块。在试样到达预定养护龄期3 d前, 将试件放入电热鼓风干燥箱中, 在 (105±5) ℃下连续烘干3 d, 然后立即将试件取出, 放入干燥器中冷却至室温, 进行导热系数测试。

1.3.3 泡沫混凝土的抗压强度测试

抗压强度按GB/T 5486—2008进行测试, 取100 mm×100mm×100 mm的试块, 置于标准养护箱内养护至规定龄期。先测量试样尺寸, 精确至1 mm, 并计算试样的受压面积, 再采用液压式万能试验机以 (10±1) mm/min的速度连续而均匀地对试样进行加荷, 直至破坏, 记录破坏荷载, 精确至10 N, 计算样品的抗压强度。

2 泡沫混凝土的配合比

根据确定的试验方案, 参照江苏省泡沫混凝土标准DGJ32/TJ 104—2010《现浇轻质泡沫混凝土应用技术规程》进行配合比设计 (见表1) , 考察矿粉、粉煤灰对泡沫混凝土性能的影响。

3 结果与讨论

按照表1所列泡沫混凝土配合比进行试验, 测试了泡沫混凝土的湿表观密度、干表观密度、硬化时间、抗压强度, 结果见表2。其中硬化时间由施工后的泡沫混凝土可上人时间确定。

从表2可以看出:

(1) 单掺粉煤灰时, 随掺量的增加, 泡沫混凝土的干、湿表观密度均呈降低的趋势。这一方面说明粉煤灰并不会产生消泡的负面作用;另一方面是因为粉煤灰与水泥相比属于轻质材料, 因此, 部分取代水泥后会降低泡沫混凝土的单位质量;而且, 泡沫混凝土的强度无论早期 (7 d) 、后期 (28 d) 、长期 (56d) 均随粉煤灰掺量的增加而降低, 这是因为粉煤灰的活性较低, 等量取代水泥后, 在早期只有很少一部分粉煤灰发生二次水化反应。而在28 d后, 粉煤灰的的火山灰效应和微集料效应逐渐体现出来, 因此泡沫混凝土的强度有较大增长。从表2还可以看出, 粉煤灰的加入会延长泡沫混凝土的硬化时间。综合考虑, 粉煤灰在泡沫混凝土中的适宜掺量为20%。

(2) 单掺矿粉时, 随掺量的增加, 泡沫混凝土的干、湿表观密度均变化不大。这说明矿粉对泡沫没有负面影响;泡沫混凝土的7 d强度随矿粉用量的增加而逐渐降低, 但相对粉煤灰而言, 其减少程度要小得多。这是由于矿粉活性高于粉煤灰, 矿粉取代水泥后, 单方水泥用量减少, 早期水泥水化产物生成量也少, 因而强度较纯水泥泡沫混凝土的低;可以看出矿粉掺量为15%时, 28 d、56 d强度均高于基准纯水泥泡沫混凝土。掺量为25%、35%的矿粉-水泥泡沫混凝土的28 d强度与基准相近;矿粉的掺入对泡沫混凝土的硬化时间的影响较大。

(3) 粉煤灰和矿粉双掺较单掺粉煤灰而言, 无论是早期还是后期强度均有所提高, 这说明双掺能充分发挥矿粉、粉煤灰的强度互补效应。矿粉的早期火山灰效应较好, 弥补了粉煤灰早期火山灰效应滞后的缺陷而导致早期强度低的问题。

综合以上可以看出, 粉煤灰、矿粉双掺时, 适宜掺量粉为粉煤灰20%、矿粉25%。

4 工程应用及施工注意事项

4.1 工程应用

武汉海宁皮革城设计有15 000 m2的400级泡沫混凝土屋面, 坡度2%。该工程中累计供应泡沫混凝土3000 m3, 采用烟台蓝海机械的水泥发泡机, 输送高度60 m, 输送管长200m。400级泡沫混凝土配比为:m (水泥) ∶m (矿粉) ∶m (粉煤灰) ∶m (水) =231∶105∶84∶252, 泡沫添加量为1.1 m3/1 m3混凝土。生产的泡沫混凝土产品通过多次取样测试, 性能见表3。

从表3可以看出, 生产的泡沫混凝土性能符合DGJ 32/TJ104—2010规定, 可满足施工要求。

4.2 施工注意事项

4.2.1 施工前做好准备工作

屋面保温须在各种管线安装完成后进行;施工基层应无灰尘、无杂物, 屋面基层须无积水;根据保温层的设计厚度, 用水泥砂浆按2 m×2 m打笆、支模, 按设计要求做好坡度或平面;在浇筑前, 应先将出屋面的施工孔洞、管根、变形缝、屋面暖沟墙根部处理好, 以免浇筑时出现漏浆。

4.2.2 泡沫混凝土浇筑

泡沫混凝土浆液通过泵管到达工作面后, 可采取分段分层的浇筑方式, 达到标定高度后用抹尺刮平;如果1次达不到标定高度, 可采取分层分次浇筑, 待第1次浇筑完成24 h, 泡沫混凝土面层可以上人后, 进行第2次浇筑, 此时, 应将前次的施工面铲出斜面、凿毛, 用水冲洗干净, 湿润后再进行浇筑。达到标定高度后, 进行抹平。

4.2.3 泡沫混凝土养护

泡沫混凝土浇筑24 h后开始自然养护, 在初凝前严禁上人踩踏;屋面保温须在泡沫混凝土初凝后 (次日) 及时洒水保湿养护3~7 d;在保养期间不得穿钉鞋在上行走, 不能堆重物, 不能在上面拉车, 不得在其上面凿孔等;泡沫混凝土在施工后的10 d内应尽快进行其上层工艺施工, 以便对其进行良好的隐蔽保护。防止在浇筑回填保护层过程中损坏保温层, 对损坏的保温层应做重点密封处理;

5 结语

(1) 单掺粉煤灰可降低泡沫混凝土干、湿表观密度, 在掺量不超过20%的情况下, 对泡沫混凝土强度影响不大。

(2) 矿粉单掺对泡沫混凝土的表观密度和后期强度影响不大, 对混凝土的硬化时间有较大影响, 适宜掺量为25%。

(3) 粉煤灰、矿粉双掺能较好地发挥强度互补效应, 适宜掺量为粉煤灰20%、矿粉25%。

(4) 粉煤灰矿粉双掺不仅能提高泡沫混凝土强度, 而且还能节能利废, 降低泡沫混凝土造价, 具有良好的经济效益。

(5) 泡沫混凝土施工前期应做好各项准备, 浇筑时可采取分段分层浇筑方式;初凝前尽禁上人踩踏及时做好各阶段的养护, 施工后10 d内应尽快进行其上层工艺施工等事项。

摘要：研究了粉煤灰、矿粉双掺对泡沫混凝土性能的影响。试验结果表明, 在泡沫混凝土中, 粉煤灰、矿粉双掺等量取代水泥对泡沫混凝土的干湿表观密度、强度无不利影响, 粉煤灰、矿粉双掺能较好地发挥强度互补效应, 适宜掺量为粉煤灰20%、矿粉25%。

关键词：泡沫混凝土,矿粉,粉煤灰,双掺技术

参考文献

[1]郭海义, 徐福才, 贾旭平.矿粉-粉煤灰复掺技术在商品混凝土中的应用[J].吉林建筑工程学院学报, 2010 (27) :27-30.

[2]黄轰.矿粉和粉煤灰双掺在混凝土中的应用[J].广东建材, 2010 (2) :30-32.

[3]高倩, 王兆利, 赵铁军.泡沫混凝土[J].青岛建筑工程学院学报, 2002 (3) :39-42.

双掺技术 篇3

“双掺”技术 (在混凝土中掺加粉煤灰、外加剂) , 作为建设部推广的十项新技术之一, 其在泵送混凝土中的应用, 走在了全省本行业的技术前沿。粉煤灰在改善混凝土的和易性、可泵性、低水化热、提高后期强度等方面取得了很好的效果, 它在提高工程质量、节能降耗、保护环境、降低劳动强度、加快工程进度等方面都具有积极的推动作用。粉煤灰的应用实现了废物再利用, 且就地取材, 环境也大大得到了改善;另外节约材料, 缩短工期, 取得了明显的经济效益和社会效益。随着改革开放的不断发展, 建筑业已成为国民经济的四大支柱产业之一, 本着“节能、降耗、提高质量、增进效益”的原则, 对新技术有选择性的重点推广和实施, 从而改变施工技术面貌, 对于推进建筑新技术应用至关重要。

2 应用分析

2.1 粉煤灰特性与应用机理分析

粉煤灰是以氧化硅 (SIO2) 、氧化铝 (AL2O3) 为主要成份的火山灰质材料, 含有大量的玻璃微珠。粉煤灰本身并不具有水硬性, 当水泥加水拌合之后, 首先是水泥熟料中的矿物成份与水作用生成水化硅酸钙、水化铝酸钙和氢氧化钙等水化物。其中的氢氧化钙再与粉煤灰中含有大量的具有活性的二氧化硅及三氧化二铝相互作用, 再生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等水化物, 即所谓产生“二次反应”。也就是它们在碱性激发剂的作用下, 粉煤灰能产生强度, 这是因为水化硅酸钙是由微细结晶而成的硬质胶凝物质, 这些胶凝体的形成使水泥石凝结硬化。水化铝酸钙与水泥中的缓凝剂石膏作用生成水化硫铝酸钙结晶, 加速水泥石硬化和强度增长。同时, 粉煤灰中含有大量的玻璃微珠 (圆形颗粒) , 在混凝土的搅拌、捣实过程中起润滑作用, 增加和易性、减少用水量, 具有良好的工作性能。

2.2 外加剂的利用原理及其影响

所掺的外加剂为YSP--800缓凝高效减水剂、高效泵送剂, 掺量为水泥用量的0.8%。其性能如下: (1) 减水:在同配合比、同坍落度条件下, 掺量为水泥胶凝材料用量的0.3%-1.2%, 减水率约为10%-25%。 (2) 增加塑性:在推荐掺量范围内能显著增大混凝土流动性, 同时在一般施工时间范围内坍落度损失较小, 有利于解决现场施工中间交接, 及混凝土泵送施工。 (3) 缓凝和降低温升:掺量0.8%可以延缓凝结2-4h和降低温升, 因此, 减少大体积混凝土内外温差, 提高混凝土的抗裂能力。 (4) 旱强增强:在同配合比、同坍落度条件下, 掺加YSP—800可以使混凝土3d、7d、60d强度均可提高20%-30%, 38d强度提高20%以上。 (5) 减少泌水提高抗渗能力, 能大幅度减少用水量, 并伴有少量引气作用。

2.3 施工应用及试验分析

某商住楼建筑面积28000平方米, 二层地下室, 地上二十四层, 框架剪力墙结构。建筑物全长128米, 高90米。筏板基础大体积混凝土及上部框剪部分混凝土量约20000立方米, 全部采用此项技术施工。

2.3.1 试验室研究

首先, 我们与粉煤灰生产企业及试验室联合做了大量的配合比试验, 通过优选, 最后确定最佳配合比, 并且超量使用粉煤灰。所用材料及配合比: (1) 水泥:国际复合32.5级水泥; (2) 砂:采用中砂, 细度模数为2.4-3.2, 含泥量不大于1%; (3) 石子:采用碎石, , 连续级配, 含泥量不大于1%; (4) 粉煤灰:采用姚孟电厂生产的Ⅰ级粉煤灰, 细度为10.1/um, 含水量0.11%, 需水量比92%, 烧失量1.6%, SO20.34%, 碱含量1.35%。; (5) 外加剂:采用山西产YSP—800型缓凝高效泵送剂。 (6) 水:洁净自来水; (7) 配合比, 混凝土强度等级C35, 经试验室大量试验, 优选配合比为:水泥400kg, 砂635kg, 碎石1035kg, 水190kg, 粉煤灰140kg, 外加剂3.47kg, 而若要达到C35, 传统的混凝土配合比是:水泥482kg, 砂650kg, 碎石1180kg, 水240kg.

2.3.2 现场应用分析

浇筑时, 使用一台HBT80型混凝土输送泵, 管径Φ125, 由于建筑物特点无法使用布料杆, 出料口为5m长软管便于移动, 混凝土泵放置在建筑物东端, 在建筑物中间布置一道管, 自西向东浇筑, 边浇边拆, 最远点的输送距离为90m, 地面向下—11m, 上部泵送高度90m。

2.3.3 砼泵送技术处理方案

为使泵送混凝土时顺利进行, 作如下处理: (1) 管道的配管应最短, 管路中尽量少用弯管和软管, 应避免使用过大的弯头, 管道末端活动软管弯曲不应超过180度, 并不得扭曲。 (2) 尽量缩短管线, 减少弯曲管道, 泵管接头要密实, 不漏气、漏浆、漏水, 使混凝土保持流动性。 (3) 严格控制石子粒径, 不宜过大, 混凝土坍落度要稳定, 避免离析。 (4) 严格控制混凝土的配合比, 使计量配料准确, 严禁在泵车料斗内加水, 保证混凝土的坍落度不发生较大的变化。 (5) 泵送混凝土时, 要避免间歇, 保证泵送不中断。 (6) 刚开始泵送混凝土时, 应缓慢压送, 同时应检查泵机是否正常运转, 接头有无漏浆, 如有异常情况, 应该停泵检查。 (7) 泵机作业完成应立即清理干净, 清洗管道可用压缩空气输入管道清洁, 其压力不超过0.7MPa。 (8) 抗渗混凝土浇筑完毕, 应用草袋覆盖, 浇水养护不少于14d, 其他混凝土不少于7d, 并派专人搞好养护工作。 (9) 高程泵送, 它不仅要求拌合物具有较好的和易性、稳定性、可泵性, 并且对硬化后强度、弹性模量和耐久性等指标均有很高要求, 即具有综合优良性能。配制的混凝土, 减水率达25%, 28d强度最低达到基准的120%, 最高可达150%, 掺加高效减水剂混凝土的坍落度损失较大, 特别是高温季节, 其损失更为显著, 优质外加剂能改善新拌混凝土的工作性能, 减少混凝土在输送过程中的流动阻力, 减小粘度, 提高可泵性。

3 使用效果总结

3.1 混凝土的性能分析

(1) 密实性。混凝土体积较大, 并有抗渗要求。不掺粉煤灰及外加剂来降低水化热就会出现裂缝, 影响结构质量及抗渗, 粉煤灰的掺入使可泵性增强, 相对细骨料增加, 这样混凝土外观良好, 密实度增加, 经过试验抗渗全部合格。 (2) 和易性。用高质量的粉煤灰取代部分水泥, 可以改善新拌混凝土的和易性。 (3) 强度。掺入粉煤灰, 使水泥水化更充分, 提高水泥浆的密实度, 粉煤灰颗粒与Ca (OH) 2反应生成水化硅酸钙胶体, 有利于混凝土强度提高, 随着龄期的增长, 生成的水化硅酸钙不断增多, 使混凝土后期强度有所增长。混凝土28d平均强度值为40.9Mpa, 60d为41.1Mpa, 现场回弹法测试结果为41.9Mpa, 超声回弹综合法检测结果为42.7Mpa。 (4) 水化热。用粉煤灰代替部分水泥能有效降低水化热, 减低混凝土的绝热升温, 提高抗裂性。 (5) 耐久性。由于粉煤灰减少了混凝土的孔隙使混凝土的抗渗性明显提高, 还能有效地减少碱———骨料反应引起的混凝土膨胀, 极大地提高了混凝土的耐久性。120d混凝土碳化深度测试为1.8mm。

3.2 取得的效益

(1) 经济效益。在本工程应用该技术后, 节约材料费、人工费、三钢及脚手架费用、机械台班费共计50余万元。 (2) 社会效益。本地区火电厂多, 每年排放大量的粉煤灰, 占用农田多, 污染环境。国家提倡在建筑工程中综合利用粉煤灰。姚电粉煤灰质量符合标准。可以就地取材, 使废物再利用。粉煤灰在泵送混凝土中的使用, 改变了原有手推车或塔吊运输等传统运输模式, 缩短了工期, 降低了劳动强度。 (3) 前景预测。粉煤灰是一种可长期存放的材料, 它的使用, 大大改善了混凝土的流动性及和易性, 节约大量水泥, 应用前景广阔。除应用于混凝土外, 现已经广泛应用于水泥工业、烧结制品、建筑制品等建材工业。

3.3 使用时应注意的事项

(1) 粉煤灰质量应达到国家标准要求, 按分等级使用。运到施工现场的粉煤灰要做好保管工作, 一要防止粉煤灰掺杂污染, 二要防止被风吹散、被水冲走污染环境。 (2) 掺粉煤灰的混凝土, 尤其是中高强度期混凝土, 首先应慎重做好配合比试验, 合格后方可使用。 (3) 由于掺粉煤灰后, 混凝土早期强度低, 进入冬季施工中时, 除大体积混凝土外, 一般不宜掺用粉煤灰。 (4) 为保证掺粉煤灰的混凝土搅拌均匀, 搅拌时间要比普通混凝土延长30秒以上。 (5) 为防止粉煤灰成形时产生泌水、离析现象, 要严格控制振动时间, 不要漏振或过振, 其振动时间坍落度80—120时为15—20s, 坍落度120—180时为10—15s, 粉煤灰抹面时, 必须进行二次压光。 (6) 要加强早期养护, 适当延长养护时间。自然养护时, 要经常保持其表面润湿, 以免起砂。 (7) 对于混凝土强度高的要使用一级粉煤灰, 最大掺量不宜超过基准混凝土水泥用量的35%。

摘要：结合具体应用, 提出掺加粉煤灰的优越性及制约双掺技术发展的根本原因, 指明了应用方向与改进方法。

关键词：掺合物,泵送混凝土,粉煤灰,配合比,性能

参考文献

[1]余春荣, 耿加会, 李国宏.铁尾矿砂在混凝土中的应用研究[J].商品混凝土, 2015 (10) :50-55.

双掺技术 篇4

关键词：粉煤灰和矿粉,混凝土,双掺,适应性

1 前言

随着混凝土技术日渐成熟, 粉煤灰和矿粉双掺技术已经获得了越来越多的研究, 双掺技术无论在降低混凝土水化热反应、混凝土体积稳定性、干缩、徐变方面都体现了优越性。通过双掺技术也避免了单一使用粉煤灰掺合料时早期强度低、单一使用矿粉掺合料容易离析的缺陷, 双掺技术有效地弥补了各自缺陷, 通过提高其火山灰效应、改变体系中微粒间的化学效应, 有效地提高了混凝土各项性能, 使混凝土的可泵性、和易性、粘聚性增加;降低混凝土坍落度损失;提高混凝土强度、使混凝土硬化后结构更加密实;显著改善混凝土抗渗、抗冻及耐化学腐蚀能力。

为了充分发挥粉煤灰和矿粉的双掺效应, 在保证混凝土各项性能前提下, 提高各自掺量, 外加剂的适应性至关重要。聚羧酸减水剂对配制高性能减水剂有着非常明显的优势, 通过聚羧酸减水剂的分子结构由静电斥力和位阻效应, 对胶凝材料进行分散, 进而使加入聚羧酸减水剂的混凝土具有高坍落度、扩展度, 和较好的工作性, 从而为混凝土的远距离运输和施工提供保障[1]。

2 各种原材料选择

⑴水泥。水泥的矿物成份对外加剂的适应性影响也比较大。通常C3A、C4AF含量低的水泥, 对外加剂的适应性比较好, 而且C3A、C4AF对外加剂的吸附能力也更小, 新拌混凝土坍落度损失小。建议选用C3A, C4AF含量低的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。本文试配所选用的水泥为华润水泥 (平南) 有限公司生产的硅酸盐水泥P.Ⅱ42.5, 主要性能指标见表1:

⑵集料。砂应采用级配良好的中粗砂;碎石采用5~25mm连续级配碎石, 主要性能指标见表2。

⑶掺合料。采用珠江电厂的Ⅱ级粉煤灰、曹妃甸新型材料有限公司生产的S95级粒化高炉矿渣粉, 主要性能指标见表3。

⑷外加剂。采用广东红墙新材料股份有限公司生产的CSP-11缓凝高效聚羧酸减水剂, 主要性能指标见表4。

3 混凝土的配制

3.1 胶凝材料掺量选择

以目前施工比较常用的C30泵送混凝土为例, 先按配合比设计规程的方法, 选择粉煤灰和矿粉的掺量, 进行胶凝材料28d胶砂抗压强度试验, 并根据胶砂28d强度计算水胶比, 固定用水量为180kg/m3, 得到配制混凝土单方胶凝材料用量, 计算材料成本 (注:水泥350元/吨, 粉煤灰200元/吨, 矿粉280元/吨) , 合理选择粉煤灰和矿粉掺量。试验结果见表5。

通过表5, 我们可以很直观地看到: (1) 在矿粉掺量不变情况下, 随着煤灰掺量增加, 胶砂强度逐渐降低; (2) 在煤灰掺量不变情况下, 矿粉掺量有一个上升和下降曲线, 基本上以矿粉达到20%左右, 28d胶砂抗压强度最高; (3) 通过胶砂强度计算水胶比, 并得到各种胶凝材料用量, 结合材料单价, 以编号2和编号5, 综合成本最优。这也很明显地反应出粉煤灰和矿粉在混凝土中双掺的优势, 通过叠加粉煤灰和矿粉的各自优势, 提高矿物掺合料的复合掺量, 从而降低混凝土材料成本。

3.2 混凝土试配

通过选定的粉煤灰和矿粉掺量, 选择外加剂的不同掺量, 通过检测混凝土的各项性能, 选择合理的外加剂掺量, 提高混凝土外加剂的适应性。

对经胶砂强度试验确定的编号2和编号5配合比, 分别进行外加剂不同掺量的5组试配。试验结果见表6。

由表6可以看出: (1) 编号2和编号5系列配合比都随着外加剂的掺量提高, 混凝土的坍落度增加, 随着掺量提高到2.0%~2.2%后, 混凝土坍落度达到最大, 随着外加剂的进一步提高, 混凝土开始出现泌水、粘聚性下降的不适应状况; (2) 由于编号5的矿物掺合料比编号2多, 胶凝材料用量也多14kg, 试验显示编号5比编号2的混凝土和易性更好, 水灰比也小, 由于粉煤灰的减水作用, 编号5比编号2的混凝土流动性、坍落度更好, 而且由于粉煤灰掺量提高可以明显看到7d强度降低, 28d强度增高, 即也反映了掺合料增加, 混凝土早期水化变慢, 后期反应加快, 提高混凝土后期强度。通过试验结果得出粉煤灰和矿粉各自掺量在20%左右, 混凝土各项性能比较优越; (3) 5-4配合比最能体现粉煤灰和矿粉双掺技术的优越性, 对外加剂的适应性也最好。

4 混凝土质量控制措施[2]

⑴原材料控制。原材料作为混凝土的初步控制, 直接为以后的生产控制和合格控制提供统计参数。混凝土所用原材料必须符合现行国家标准、施工及验收规范和设计的有关规定。粉煤灰和矿粉的质量, 直接决定了两种材料双掺技术的应用以及对混凝土外加剂的适应性。优质的粉煤灰和矿粉, 不仅能提高各自掺量和对外加剂的适应性, 改善混凝土性能、提高工程质量、延长混凝土结构物寿命, 还能减少自然资源和能源的消耗, 减少污染, 有利于经济建设的可持续发展。

⑵必须强调混凝土外加剂的适应性试验。由于水泥、粉煤灰和矿粉的作用机理不一样, 选择一种合适的外加剂, 满足混凝土的施工要求非常重要。除开选择好粉煤灰和矿粉的掺量, 外加剂的种类和掺量必须通过试配确定, 生产过程中必须时刻注意混凝土外加剂的适应性。

⑶混凝土生产控制。由于原材料种类较多, 必须在生产过程中, 严格按照控制标准执行。经过原材料的计量、搅拌、运输、浇筑和养护过程, 要严谨、缜密地完成工艺控制。完成原材料的选择、混凝土试配和工艺参数的确定后, 如何保证生产环节的严格执行, 以确保混凝土质量。

⑷混凝土合格验收。实现混凝土的初步控制和生产控制, 必须进一步完成混凝土验收控制。根据相关的质量验收规范, 对混凝土进行最后检验评定。

5 结语

粉煤灰和矿粉双掺技术、混凝土外加剂适应性、聚羧酸减水剂的应用都是配制高性能混凝土的重要研究课题, 选择合理的掺合料掺量、合适的外加剂类型和掺量, 都是配制高性能混凝土关键所在。

选择合理的粉煤灰、矿粉掺量, 可以改善混凝土拌合物的和易性, 节省混凝土成本, 并可以废物利用, 节约资源。以粉煤灰和矿粉的掺量在20%左右, 最能体现双掺技术的优势。

混凝土外加剂适应性试验, 是保障粉煤灰和矿粉双掺技术应用的关键, 必须充分论证减水剂的种类和掺量对混凝土适应性的影响。本实验得到聚羧酸减水剂按2.2%掺量, 可以满足混凝土适应性。

参考文献

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双掺技术 篇5

级配良好的天然中砂是制备混凝土的良好材料,随着混凝土的大量使用,有限的中砂资源已经难以满足工程需要。 我国沙漠面积约130万km2,在沙漠地区修建工程时若能因地制宜利用当地沙漠砂作为混凝土的细骨料, 则可大大降低材料成本, 并减少资源浪费。 然而,按常规方法制备的沙漠砂混凝土存在一些缺点,例如流动性差、坍落度小、易离析等[1,2]。张国学等[3,4]系统研究了不同水灰比下沙漠砂对水泥砂浆和混凝土性能的影响,研究结果表明当水泥与砂的比例大于1:2时, 水泥砂浆的工作性良好,能满足工程应用需要。 但试验结果同时显示,沙漠砂作为单一细骨料配制水泥砂浆时需要较多的水泥用量, 且沙漠砂混凝土的坍落度较小,不利于机械化施工。

沙漠砂混凝土存在这些问题的主要原因是沙漠砂级配差、细度模数小。 若按照一定的比例混入较粗粒径的机制砂,即可得到细度模数适中的混合砂[5,6]。 目前,已有学者[7]尝试采用同时掺加机制砂和减水剂的双掺法制备沙漠砂混凝土,并取得了一定成果。 但是用该法制备的沙漠砂混凝土与同配合比的普通中砂混凝土相比,性能上有何差异尚有待研究。 高性能减水剂是近几年出现的新型减水剂,代表了未来减水剂的发展趋势,但其对沙漠砂混凝土性能的影响还不清楚。 本文采用同时掺加聚羧酸系高性能减水剂和机制砂的“双掺法”制备了多组不同强度等级的沙漠砂混凝土, 并设置了不同对照组,主要研究了“双掺法”制备的沙漠砂混凝土与同配比的普通中砂混凝土坍落度、抗压强度等性能的差异及高性能减水剂对沙漠砂混凝土的作用效果。

1试验用砂物理性质

试验所用沙漠砂取自塔克拉玛干沙漠东部地区某沙丘0.1~1.0m砂层。 经测定,本试验取样的沙漠砂表观密度为2650kg/m3,堆积密度为1560kg/m3, 空隙率为41.13%。 对取样沙漠砂进行筛分,测得其细度模 数为1.35, 平均粒径 为0.265mm, 并且0.315mm以下砂粒所占比例超过60%, 级配很差 。 所加机制砂细度模数为4.27,粒径主要集中在1.25~ 3.00mm之间。 另以细度模数为2.53的天然中砂作为对照组。 沙漠砂、机制砂、天然中砂的筛分试验结果见表1。

2试验设计

试验采用双掺法制备沙漠砂混凝土的基本思路是添加一定量较粗的机制砂与沙漠特细砂混合, 从而改善沙漠砂的级配, 提高沙漠砂的工程性能, 拌制混凝土时再添加适量的高性能减水剂减少用水量,使之同时满足强度与和易性要求。 由于试验旨在研究采用双掺法制备的沙漠砂混凝土与同配合比的普通中砂混凝土性能的差异,为使试验结果更简单、直观,未添加粉煤灰等掺合料。

2.1沙漠砂与机制砂掺合比

试验所采用的普通砂细度模数为2.53,为便于比较,应尽量使混合砂的细度模数与此相近。 本文采用图解法[7]对沙漠砂与机制砂的掺合比进行计算,确定沙漠砂与机制砂混合比例为60:40。 混合砂筛分数据见表1,混合砂的细度模数为2.52。

2.2其他原材料

水泥: 试验需制备不同强度等级的混凝土,故采用了32.5级、42.5级、52.5级、62.5级等不同强度等级的水泥,具体参数见表2。

粗骨料:采用最大粒径为25mm,级配连续的碎石。

外加剂: 采用标准型聚羧酸系高性能减水剂, 试验掺加量(固体含量)为胶凝材料质量的0.2%。

水:自来水。

2.3配合比设计

沙漠砂混凝土与普通中砂混凝土的配合比按照JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设计规程》进行计算。 主要配制过程如下:1按照所要制备混凝土的强度确定水胶比;2确定用水量、水泥用量以及外加剂用量;3选定砂率,确定骨料用量。 经试配, 确定各组混凝土配合比如表2所示。

2.4试件制作

为对比分析采用双掺法配制的沙漠砂混凝土与普通中砂混凝土主要性能的差异、高性能减水剂对混凝土性能的作用效果,以及养护龄期对上述混凝土性能的影响, 制备了21组混凝土试件 (见表2)。 混凝土立方体试件边长150mm,养护条件为:温度(20±2)℃,相对湿度(97±1)%。

3试验结果分析

坍落度与抗压强度是表征混凝土性能的两个重要指标,本文参照GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》, 对上述采用不同细集料配制的混凝土坍落度及抗压强度进行了室内试验研究,试验结果见表2。

3.1坍落度分析

试验过程中各组混凝土均未出现明显泌水或离析。 从表2可以看出,与不掺加减水剂的沙漠砂混凝土相比,掺加0.2%高性能减水剂的沙漠砂混凝土坍落度有了很大提高。 与普通中砂混凝土相比, 同配比下的沙漠砂混凝土坍落度差别不大。 表3列出了沙漠砂作为唯一细骨料拌制混凝土的性能指标[8]。 比较表2与表3中坍落度可知,用双掺法制备的沙漠砂混凝土的坍落度比单一沙漠砂混凝土有了大幅提高。 掺加机制砂和高性能减水剂的方法基本解决了沙漠砂混凝土坍落度较低的问题,为泵送混凝土的施工打下了基础。

3.2抗压强度分析

图1(a)给出了添加与不添加高性能减水剂的沙漠砂混凝土立方体3d抗压强度对比曲线。 结合坍落度分析可知,高性能减水剂不仅能改善沙漠砂混凝土的和易性,同时具有较明显的早强效果。 图1 (b)是上述两种情况的沙漠砂混凝土28d抗压强度对比曲线,可以看出,高性能减水剂对混凝土最终强度的提高也有一定帮助。

注:A01~A14 为沙漠砂混凝土,B01~B07 为普通中砂混凝土。

图2是双掺法制备的沙漠砂混凝土与同配比的普通中砂混凝土的7d及28d强度对比曲线。 由图2可知, 当所配混凝土强度等级低于C40时,采用双掺法制备的沙漠砂混凝土与普通中砂混凝土的7d及28d抗压强度相差不大; 随着混凝土强度等级的提高, 二者的差异越来越明显。 在制备C50及C55高强度混凝土时,沙漠砂混凝土的28d抗压强度明显低于同配合比的天然中砂混凝土。 这是因为虽然掺加机制砂的方法在一定程度上改进了沙漠砂的级配,但通过混合砂的粒径分布情况(表1) 可以发现,混合砂的中间粒径所占比例很小,存在粒径缺失。 因此,尽管混合砂细度模数与试验所用的普通中砂相近,但实际级配并不好,是制备混凝土时的薄弱环节。 由于影响混凝土强度的因素很多,在制备较低强度混凝土时,这一缺陷表现的不明显,而在制备高强度混凝土时,各影响因素变得相对敏感,细集料级配的缺陷直接影响了混凝土最终强度的增长。

此外,表2中A13组试验结果表明,沙漠砂混凝土在此配合比下达不到C55混凝土的强度要求, 现调整配合比如表4所示。

调整配合比后混凝土立方体28d抗压强度达到56.7MPa,满足C55混凝土强度要求。这说明虽然在配制高强度混凝土时沙漠砂混凝土的强度低于同配比的普通中砂混凝土,但通过调整配合比(采用更高强度的水泥、更低的水胶比等),用双掺法可以制备出强度高、坍落度大的沙漠砂混凝土。

4结论

(1)高性能减水剂除能有效提高沙漠砂混凝土的坍落度外,还具有明显早强效果,对最终强度的提高也有一定帮助。

(2) 配制较低强度等级的混凝土时 , 采用双掺法制备的沙漠砂混凝土的抗压强度与同配合比的普通中砂混凝土相差不大。 随着所配混凝土强度的提高,沙漠砂混凝土的强度逐渐低于同配比的普通中砂混凝土。 因此,制备高强度混凝土时不能简单地把混合砂当作普通中砂进行配合比设计。

(3)双掺法制备的沙漠砂混凝土的坍落度较常规方法制备的沙漠砂混凝土的坍落度有了很大提高。 虽然在配制高强度混凝土时沙漠砂较普通中砂存在一定劣势,但通过调整配合比,用双掺法配制出坍落度大、强度高的沙漠砂混凝土是可行的。

摘要：运用同时掺加机制砂和高性能减水剂的“双掺法”制备了不同强度等级的沙漠砂混凝土,分析了高性能减水剂对沙漠砂混凝土性能的影响及不同强度等级下采用双掺法配制的沙漠砂混凝土与普通中砂混凝土坍落度及强度等性能上的区别。结果表明,高性能减水剂不仅能改善沙漠砂混凝土的和易性,且具有早强效果,并对最终强度的提高有一定帮助。双掺法制备的沙漠砂混凝土与同配合比的普通中砂混凝土相比,坍落度相差不大,在强度方面当所配混凝土强度等级较低时,二者的抗压强度相近;随着混凝土强度等级的提高,沙漠砂混凝土的抗压强度逐渐低于普通中砂混凝土。此外,与按照常规方法制备的沙漠砂混凝土相比,双掺法制备的沙漠砂混凝土的坍落度有很大提高。

关键词：高性能减水剂,双掺法,沙漠砂,混凝土,坍落度,抗压强度

参考文献

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双掺技术 篇6

随着经济社会的发展, 混凝土耐久性问题已日益成为建筑工程界关注的热点问题。矿粉、粉煤灰在混凝土中的作用机理普遍认为是形态效应、活性效应及微集料的填充效应。它的三种基本效应或综合效应在混凝土中的作用大小很难从理论上推算, 但可以通过实验的方法简明地把矿粉、粉煤灰在混凝土中的耐久性能加以论证。作为高性能混凝土最主要的质量指标——耐久性能指标其涵盖广泛, 混凝土的抗渗、抗碳化、抗碱骨料反应等性能均可纳入耐久性能指标的范围。长期以来, 为改善混凝土的耐久性能, 人们不断地摸索研究, 改良和扩充混凝土的组份, 优化组合。本文通过试验分析矿粉、粉煤灰双掺对混凝土的耐久性能的影响。

1 原材料及混凝土的配合比

1.1 原材料

(1) 水泥:安徽海螺水泥厂生产的海螺牌P·O42.5水泥, 其质量数据见表1。

(2) 砂:闽江中砂Mx=2.6。

(3) 石子:长乐市北山镇碎石5.0～25.0mm连续级配。

(4) 矿粉:山东省张家港S95矿粉, 其质量数据见表2。

(5) 粉煤灰:长乐市华能电厂, Ⅱ级收成灰, 其质量数据见表3。

(6) 外加剂:福州博润化工科技有限公司FBR-B1 (聚羧酸盐类) ;省建筑科学研究院TW-10 (奈系) 。

1.2 混凝土配合比 (见表4)

%

kg/m3

2 性能分析

2.1 抗渗性能

混凝土的防水抗渗性能是混凝土耐久性能指标中最基本的要求。所谓防水抗渗性能, 笔者以为不能仅仅理解为防水抗渗性能, 从耐久性角度来看, 更多地应理解为混凝土的密实性程度。混凝土不够密实, 对空气中的水分及混凝土所处环境中的各种液体侵入混凝土内部的抵抗能力不佳, 耐久性就无从谈起。由表5可以看出, 矿粉、粉煤灰双掺的混凝土的防水抗渗性能明显优于基准混凝土。这是因为矿粉、粉煤灰中富含活性的氧化硅、氧化铝和水泥水化产物氢氧化钙不断地发生反应, 生成大量的硅酸钙、铝酸钙结晶水化产物, 堵塞混凝土的孔隙, 增加混凝土的密实度, 从而大大地改善混凝土的抗渗性能。

2.2 抗碳化性能

所谓碳化, 就是混凝土逐渐丧失其碱性环境的过程, 故也称混凝土中性化。大气中的二氧化碳渗透到混凝土内与混凝土中的碱性物质 (如:氢氧化钙) 发生反应, 生成中性盐和水, 使混凝土中的碱性逐渐降低, 直至破坏钢筋表面的钝化薄膜, 在湿度大的情况下, 钢筋锈蚀危及结构的安全使用。长期以来, 人们对矿粉、粉煤灰在混凝土中的使用是否影响其抗碳化性能十分关注。因为矿粉、粉煤灰在混凝土中的二次水化反应须消耗其碱性物质 (氢氧化钙) , 从而加剧混凝土的碱性环境丧失。但实验证明, 只要组合得当, 充分利用新的应用技术, 完全可以消除矿粉、粉煤灰对混凝土的抗碳化性能的不利影响。

如表6所示, 表中碳化深度为标准试验条件下得出, 一般认为, 标准试验条件下碳化28d, 相当于自然条件下碳化50年。在相同水胶比, 相同胶凝材料总量的前提下, 随着矿粉、粉煤灰的掺量增大, 其碳化速度加快。但掺合料 (矿粉、粉煤灰) 掺量在20%以下, 其碳化速度和同等级的基准混凝土相当, 当掺合料的掺量超过30%时, 采用新型减水材料, 大幅度降低水胶比, 所配制出的混凝土其抗碳化性能亦不次于同行等级的基准混凝土。这是因为矿粉、粉煤灰的二次反应虽然消耗了一部分氢氧化钙, 但其生成物大大降低了混凝土的孔隙率, 增加密实度, 阻碍了二氧化碳气体入侵进程, 改善了混凝土的抗碳化性能。高掺矿粉、粉煤灰, 低水胶比混凝土的抗碳化性能变化亦如此。

3 结束语

(1) 矿粉 (S95) 、粉煤灰 (Ⅱ级) 双掺的混凝土的抗耐久性能良好, 尤其是抗渗性能。

(2) 采用新型减水材料, 控制水胶比, 高掺量矿粉、粉煤灰的混凝土一样具有良好的抗碳化性能。

摘要：介绍了矿粉、粉煤灰的形态效应、活性效应、微集料填充效应对混凝土性能的影响机理。通过试验分析矿粉、粉煤灰掺加在混凝土中对混凝土耐久性能的影响。结果表明, 矿粉、粉煤灰的掺入使用能提高混凝土的耐久性。

双掺技术 篇7

随着我国城乡建设的高速发展, 混凝土使用量与日俱增, 与此同时, 现有矿物掺和料, 由于使用量大, 已由之前的工业废渣变成稀缺资源, 寻找出一种新型矿物掺合料已成为如今科研人员的当务之急。陶瓷抛光粉是瓷质抛光砖在生产过程中经研磨抛光而产生的废粉, 这种抛光砖废粉量大、面广, 我国陶瓷抛光粉产量高[1]。陶瓷抛光粉颗粒小, 比表面积高, 化学组成与粉煤灰相似, 具有一定的火山灰活性, 可用于水泥和混凝土领域[2,3], 并取得了一定的成果, 其最佳掺量为10%-30%[4]。石灰石粉一般是碎石厂生产碎石和机制砂时产生的废石屑磨细而成, 将其掺用到混凝土中可以提高混凝土的早期强度, 改善其工作性和部分耐久性能[5]。陶瓷抛光粉和石灰石粉双掺对混凝土性能的影响研究) 。为探究石灰石粉和陶瓷抛光粉同时掺入对混凝土的影响, 本文采用不同比例的陶瓷抛光粉与石灰石粉双掺, 以期获得二者在混凝土中的最佳掺量, 为推广二者作为新型矿物掺和料使用提供技术支持。

1 试验原材料与方法

1.1 试验原材料

水泥:广州石井P.O42.5R水泥, 其化学成分及物理性能见表1;

陶瓷抛光粉:佛山某陶瓷厂抛光砖废粉, 比表面积800m2/kg, 化学组成见表1;

石灰石粉:肇庆某石场生产, Ca CO3含量在80%以上, 其比表面积为450m2/kg;

粉煤灰:佛山某电厂II级粉煤灰;

砂:北江中砂, 细度2.5, 堆积密度1340kg/m3, 表观密度2630kg/m3;

石:肇庆某石场生产, 粒径5-25mm, 表观密度2660kg/m3;

外加剂:建研科之杰point-400s型聚羧酸高效减水剂。

注:C—水泥PP—陶瓷抛光粉FA—粉煤灰

1.2 试验方法

试验用C30配合比如表3所示。陶瓷抛光粉和石灰石粉总掺量30%代替水泥, 其他条件不变, 分别采用陶瓷抛光粉与石灰石粉比例为1∶5, 1∶2, 1∶1, 2∶1, 5∶1进行试验, 同时单掺30%的粉煤灰进行对比。按照GB/T 50080—2002测定新拌混凝土的坍落度、和易性, 将新拌混凝土成型为150mm×150mm×150mm的立方体试块, 在 (20±1) ℃水中养护至7d、28d, 按照GB/T 50081—2002测定混凝土各龄期的抗压强度。按照GB/T50082—2009进行混凝土抗氯离子渗透试验。

2 试验结果及分析

2.1 陶瓷抛光粉和石灰石粉双掺对混凝土工作性能的影响

从图1可以看出, 双掺陶瓷抛光粉和石灰石粉后, 混凝土的初始坍落度都会变大, 都小于掺入等掺量粉煤灰混凝土的初始坍落度, 但当混凝土的粘聚性和保水性好于等掺量粉煤灰混凝土。陶瓷抛光粉与石灰石粉的比例为1∶1 (试验编号P15-L15) 时, 混凝土的初始坍落度最大, 和易性最好。当总掺量为30%时, 当陶瓷抛光粉与石灰石粉的比例小于1∶1时, 随着陶瓷抛光粉与石灰石粉的比例增大, 混凝土的初始坍落度增大;当陶瓷抛光粉与石灰石粉的比例大于1∶1时, 随着陶瓷抛光粉与石灰石粉的比例增大, 混凝土的初始坍落度减小。这是因为陶瓷抛光粉和石灰石粉的密度小于水泥, 分散在水泥颗粒之间, 可改善水泥的颗粒级配, 可起到一定的减水作用, 从而提高了混凝土的坍落度。于此同时, 陶瓷抛光粉比表面积大于水泥比表面积, 颗粒形态不规则, 需水量大, 所以会提高混凝土粘聚性和保水性, 降低混凝土的坍落度。当陶瓷抛光粉与石灰石粉的比例大于1∶1时, 陶瓷抛光粉起主导作用, 故混凝土坍落度下降;当陶瓷抛光粉与石灰石粉的比例小于1∶1时, 石灰石粉起主导作用, 故混凝土坍落度增加。

从图1还可以看出, 双掺陶瓷抛光粉和石灰石粉后, 混凝土1h坍落度损失变大, 而且1h坍落度损失均大于掺入等掺量粉煤灰混凝土的坍落度损失。随着陶瓷抛光粉与石灰石粉的比例增大, 混凝土1h坍落度损失增加。这是因为陶瓷抛光粉比表面积大、颗粒形态不规则, 对外加剂吸附能力较强, 导致混凝土1h坍落度损失变大。

2.2 陶瓷抛光粉和石灰石粉双掺对混凝土抗压强度的影响

从图2可以看出, 掺入陶瓷抛光粉和石灰石粉后, 混凝土的7d、28d强度都有不同程度的下降, 但60d强度有所增加。当陶瓷抛光粉和石灰石粉比例为1∶1时, 混凝土各龄期强度均高于等掺量粉煤灰混凝土的强度。当总掺量为30%时, 随着陶瓷抛光粉比例的增加, 混凝土的28d、60d强度增加;随着石灰石粉比例的增加, 混凝土的7d强度增加。这表明石灰石粉可以提高混凝土的早期强度, 不利于混凝土后期强度发展, 而陶瓷抛光粉可以提高混凝土的后期强度, 但会降低混凝土早期强度。这是因为在早期, 石灰石粉在混凝土中微集料效应和微晶核效应[6], 使得混凝土的早期强度增大。随着龄期的延长, 陶瓷抛光粉发生二次水化反应, 反应生成的胶结物质可以填充混凝土内部结构中的空隙, 增加了混凝土的密实度, 从而促进混凝土强度持续增长。但陶瓷抛光粉和石灰石粉掺量过高时, 水泥用量大大减少, 弱化了激发矿物掺合料活性的碱度环境, 从而影响了混凝土强度发展, 使混凝土7d、28d强度下降。

2.3 陶瓷抛光粉和石灰石粉双掺对混凝土抗氯离

从图3可以看出, 双掺陶瓷抛光粉和石灰石粉, 混凝土的28d电通量出现降低现象, 当陶瓷抛光粉与石灰石粉的比例为1∶1 (试验编号P15-L15) 时, 混凝土的28d电通量与掺入等掺量粉煤灰混凝土相差不大, 而且随着陶瓷抛光粉与石灰石粉的比例增大, 混凝土28d电通量降低。这是由于陶瓷抛光粉的二次水化反应, 改善了混凝土的界面结构, 增加了混凝土的密实度, 从而使混凝土28d电通量降低。

3 结论

(1) 双掺陶瓷抛光粉和石灰石粉, 混凝土工作性能有所提高, 二者比例为1∶1时, 混凝土工作性能最佳。

(2) 石灰石粉可提高混凝土早期强度, 陶瓷抛光粉可提高混凝土后期强度, 二者有互补作用, 当二者比例为1∶1时, 3d、7d、28d强度均高于等掺量粉煤灰混凝土。

(3) 陶瓷抛光粉和石灰石粉作混凝土掺合料, 有利于提高混凝土的抗氯离子渗透能力。

由此可见, 陶瓷抛光粉和石灰石粉双掺可作为一种新型掺合料在混凝土中应用, 尤其在大体积混凝土中, 其后期强度高、抗氯离子渗透能力强的特点可以得到充分发挥。

摘要：本文研究了不同比例的陶瓷抛光粉与石灰石粉对混凝土性能的影响, 并与粉煤灰做对比, 分别测试了混凝土坍落度、抗压强度和抗氯离子渗透能力, 结果表明:石灰石粉有利于混凝土早期强度发展, 陶瓷抛光粉有利于混凝土后期强度发展;双掺陶瓷抛光粉和石灰水粉可提高混凝土抗氯离子渗透能力和混凝土工作性能, 当二者的比例为1∶1时, 混凝土和易性最佳。

关键词：石灰石粉,陶瓷抛光粉,抗压强度,工作性,耐久性

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