矿物掺合料对高性能混凝土力学性能的影响

矿物掺合料对高性能混凝土力学性能的影响

王从军1，2李尚文1，2张金山1，2

1南京福彪混凝土有限公司南京210044；

2东南大学江苏省土木工程材料重点实验室南京211189

摘要：矿物掺合料的再利用有效地缓解其对占用耕地，污染环境等社会问题，并且实现了资源的可再生利用，变废为宝。因此，在高性能混凝土中大量掺入矿物掺合料，并且研究掺合料对其性能的影响，有着重要意义。

本文选择0.16、0.20和0.24三组水胶比值，分别探讨了粉煤灰、矿粉和硅灰三种矿物掺合料的单掺、复掺混凝土抗压强度的影响。

研究表明：掺矿物掺合料的混凝土的早期强度低于基准样，且下降程度与掺量正相关。但后期强度增长较快甚至超过基准样，特别是粉煤灰后期强度增进最大。

关键词：掺合料；水胶比；力学性

Comparativestudyofseveralmethodsofusingrecycledconcretepowdertoprepareready-mixedmortar

WangCongJun1，2Lishangwen1，2Zhangjinshan1，2

（1NanjingFubiaoConcrCompanyLimited，Nanjing210044，China）

（2JiangsuKeyLaboratoryofConstructionMaterials，SoutheastUniversity，Nanjing211189，China）

Abstract：Cansolvetheproblemofwasteresources.Therefore，incorporatingalargenumberofmineraladmixturesinhigh-performanceconcreteandstudytheaffectonpropertiesofconcretehasitspractiCalsignifiCance.（itispractiCallysignifiCanttostudytheimpactontheperformanceoftheconcretesincorporatedwithvariousamountofmineraladmixtures）AndwearelookingforwardtoaCa（OH）2ievingthemorelargesCaleutilizationofmineraladdmixturesthatthemineraladmixtureshavegreaterusedsCale.

Inthispaper，weselectedthreegroupsoflowwater-cementratio.Mineraladmixturessubstituteforvariouspercentageofcementtostudytheimpactonthecompressivestrengthofpaste.

ExperimentalresultsshowthattheearlystrengthofthemortarandconcretemixedwithmineraladmixtureisbelowthebenCa（OH）2markconcrete’s，moreover，withthemorecontenttheloweroftheintensity.

Keywords：mineraladmixture；water-cementratio；MeCa（OH）2aniCalproperties

第1章绪论

1.2主要研究内容：

（1）掺合料对低水胶比混凝土流动性的影响

选取0.16、0.20和0.24水胶比以及调整掺合料种类和比例，通过调整PCA（聚羧酸减水剂）掺量研究掺合料对混凝土的坍落度和坍落度损失。研究掺合料对混凝土流动性能的影响。

（2）掺合料对低水胶比混凝土力学性能的影响

选取0.16、0.20和0.24水胶比以及调整掺合料种类和比例，通过调整PCA（聚羧酸减水剂）掺量使得砂浆、混凝土达到一定的流动度作为基准。装模成型，测试其7d、28d和90d抗压强度。探求掺合料对低水胶比混凝土力学强度的影响规律。

第2章试验部分

2.1试验原材料

2.1.1胶凝材料

1.胶凝材料产地和指标

（1）水泥为华兴52.5R水泥。（2）粉煤灰为一级粉煤灰，来自南京某厂。（3）矿粉为“973”项目专用矿粉。（4）硅灰选自贵州某厂磨制的高活性硅灰。

2.1.2集料

1.细集料本次试验采用自配石英砂

2.粗集料为5~25连续级配碎石

2.1.3外加剂

为了得到超低低水胶比，我们选择了江苏南京某公司的PCA聚羧酸高效减水剂，固含量为30%。减水率达30%以上，建议掺量0.8%~2.0%。

试验步骤

2.2.1研究掺合料对混凝土流动度的影响。

对于混凝土确定了W/B=0.24，胶砂比1：1.2作为混凝土配合比的要求，通过掺加PCA4—2来调节使得基准坍落度为200mm±5mm。基本配比如表2-7所示：

表2－7混凝土配比设计

2.2.2掺合料对强度影响

（1）掺合料对混凝土强度的影响研究

混凝土配比按照表2——7执行。操作步骤严格按照GB/50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》执行。测试其3d、7d和28d强度。研究其强度随水胶比，掺合料的变化的规律。

第3章试验结果及分析

3.1矿物掺合料对高性能混凝土抗压强度的影响

1.按照设计的配比配置混凝土，其强度如表3-2-2所示：

表3-2-2不同配比下的混凝土3d、7d强度

图3-8：掺合料对混凝土强度影响对照图

由图3-8可以清晰的得出以下结论：

第一：掺合料对混凝土中抗压强度的影响同掺合料对胶砂强度影响规律相似。早期强度也是随着掺合料掺量的增加，强度下降。

第二：图3-8（1）中列出了3d7d强度对比。由图中可以看出，虽然掺有掺合料的强度不及基准混凝土，但是掺有掺合料的混凝土强度从3d到7d强度增长率大于基准混凝土。基准混凝土增长率仅为2.1%，掺有50%矿粉掺量增长5.6%，而掺有50%粉煤灰增长达45.6%，掺10%硅灰增长率也为6.1%。粉煤灰同硅灰的复掺增长率也达34.2%。表明掺粉煤灰的增长率最大。

第三：图3-8（2）中列出同水胶比0.24同胶砂1：1.2时混凝土和胶砂7d强度比较。可以看出，混凝土强度要稍高于胶砂强度。

分析原因在于：

前两个结论在总结胶砂时已经做了解释，混凝土的试验也证实了前面的理论的正确性，同时也表明了胶砂和混凝土具有一致的强度规律。

关于掺有掺合料的胶砂和混凝土的强度比这方面研究目前还比较少，混凝土强度高于胶砂强度可能是因为混凝土中加入了粗集料，在抗压试验中粗集料承担了更多的应力。而胶砂承受应力的除了水化产物，就是细集料。而细集料的缺陷如界面过渡区、自身强度都不及粗集料。因此导致了在同样的掺量（除粗集料外）情况胶砂强度低于混凝土。

第4章结论

本节以0.160.200.24水胶比的混凝土7d28d强度为主导，测试了粉煤灰、矿粉、硅灰的单掺、复掺对低水胶比下混凝土力学性能的影响，对试验结果做了一定的分析。着重选取了一组0.24水胶比做了掺合料对高性能混凝土强度的影响。得出以下几点结论：

（1）不论是粉煤灰、矿粉还是硅灰对混凝土前期强度都有所降低。掺有掺合料的混凝土后期强度增长，其中以粉煤灰的增长幅度最大。

（2）在低水胶比下，强度同水胶比成反比的规律不再明显，在0.16的水胶比下七天强度75.3MP而0.20水胶比时强度也能达到74.0MP，当水胶比升高到0.24时7d强度也能达到73.6MP强度较0.16水胶比时下降仅为2.2%。因此在低水胶比时影响强度的主导因素已经不是体系的空隙率。从成本角度考虑0.24水胶比已经完全能满足高性能混凝土的要求。

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