高鈦重礦渣砂配制高強(qiáng)混凝土的研究.pdf

1、高鈦重礦渣是攀鋼高爐冶煉釩鈦磁鐵礦時(shí)產(chǎn)生的熔融礦渣在空氣中自然冷卻或水冷形成的一種由鈦輝石、鈣鈦礦等礦物為主的無(wú)機(jī)材料。高鈦重礦渣砂是攀鋼高鈦重礦渣經(jīng)由破碎、篩分等工藝，得到的粒徑小于4.75mm的細(xì)集料，目前攀鋼公司已有3000萬(wàn)噸的高鈦重礦渣未得到有效利用，迫切需要研究開(kāi)發(fā)攀鋼高鈦重礦渣規(guī)?；?、資源化的高效利用技術(shù)。高鈦重礦渣砂的綜合利用，即可降低工程成本，節(jié)約自然資源，又對(duì)保護(hù)長(zhǎng)江上游的生態(tài)平衡等具有重要的意義。本文依托西部交通科

2、技項(xiàng)目“高鈦重礦渣作集料的橋梁高性能混凝土的研究與應(yīng)用”，針對(duì)高鈦重礦渣砂結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、多孔高強(qiáng)的物理特質(zhì)，圍繞高鈦重礦渣砂混凝土的組成、性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出了高鈦重礦渣砂高性能混凝土施工質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)，取得了以下研究成果:
　　 (1)提出了高鈦重礦渣砂C30～C65橋梁高性能混凝土設(shè)計(jì)與制備方法。采用密實(shí)骨架堆積法進(jìn)行了混凝土的配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)，針對(duì)大體積混凝土易產(chǎn)生溫度裂縫的問(wèn)題，利用大摻量粉煤灰制備了C30承臺(tái)高鈦重

3、礦渣砂混凝土，降低了混凝土早期水化熱;針對(duì)混凝土收縮問(wèn)題以及抗裂性能較差的問(wèn)題，通過(guò)引入一種減縮增韌劑的方法，制備出低收縮抗裂C40樁基、C50預(yù)應(yīng)力T梁高鈦重礦渣砂混凝土;通過(guò)調(diào)整消泡劑、引氣劑、增粘劑、減縮增韌各組分用量，開(kāi)發(fā)了一種適用于C65高鈦重礦渣砂高性能混凝土的外加劑，并利用其制備了物理力學(xué)性能、體積穩(wěn)定性能和耐久性能均滿足設(shè)計(jì)要求的C65高鈦重礦渣砂連續(xù)鋼構(gòu)梁混凝土。
　　 (2)探明了高鈦重礦渣砂對(duì)混凝土力學(xué)性能

4、的影響規(guī)律，結(jié)果表明:與普通河砂混凝土相比，高鈦重礦渣砂混凝土磨耗值低，應(yīng)力—應(yīng)變曲線、荷載-撓度曲線趨勢(shì)一致且差別不大; C50高鈦重礦渣砂混凝土的回彈曲線與全國(guó)統(tǒng)一回彈曲線有較大差別;高鈦重礦渣砂混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度與普通混凝土相近，后期抗壓強(qiáng)度良好，彈性模量較高;高鈦重礦渣混凝土的早期抗裂性能、體積穩(wěn)定性能優(yōu)于相同強(qiáng)度等級(jí)的普通混凝土;高鈦重礦渣砂混凝土滿足高性能混凝土耐久性要求。C30～C65的高性能混凝土:坍落度:18

5、～22cm;彈性模量:C30＞3.4×104MPa，C65＞4.0×104MPa;抗裂等級(jí):C30為Ⅲ級(jí)，C65為Ⅳ級(jí);抗氯離子滲透系數(shù):C30＜2.5×10-12，C65＜1.0×10-12;360d徐變系數(shù)＜2.0;抗凍等級(jí):C30＞F100，C65＞F300;抗硫酸鹽侵蝕系數(shù):C30＞0.8，C65＞0.9。
　　 (3)運(yùn)用XRD、SEM等測(cè)試手段，研究了高鈦重礦渣砂混凝土的水化微結(jié)構(gòu)特性。分析表明:由于高鈦重礦渣砂多孔

6、結(jié)構(gòu)，充分預(yù)濕的高鈦重礦渣砂后期會(huì)釋放出毛細(xì)孔中的自由水，導(dǎo)致高鈦重礦渣砂對(duì)水泥早期水化影響不明顯，在后期有效的促進(jìn)了水泥水化;水泥漿體進(jìn)入集料孔隙，高鈦重礦渣砂與水泥石結(jié)合緊密，沒(méi)有明顯的界面過(guò)渡區(qū)。
　　 (4)開(kāi)發(fā)了C50高鈦重礦渣砂微膨脹鋼管混凝土，探討了其膨脹性能。結(jié)果表明:與普通河砂混凝土比較，高鈦重礦渣砂鋼管混凝土后期有良好的持續(xù)穩(wěn)定的膨脹性能，具有多孔結(jié)構(gòu)并充分預(yù)濕的高鈦重礦渣砂后期會(huì)釋放出毛細(xì)孔中的自由水，與膨