磨細(xì)礦物摻合料超量取代水泥混凝土性能研究.pdf

1、本文主要研究了礦渣、礦渣與粉煤灰復(fù)合摻合料、礦渣與鋼渣復(fù)合摻合料超量取代(40％、50％、60％)水泥，超量系數(shù)K分別為1.1、1.2、1.3、1.4時(shí)，對(duì)C60混凝土強(qiáng)度、氯離子滲透性和氣體滲透性的影響，并對(duì)其中部分配比混凝土做了收縮和碳化試驗(yàn)。同時(shí)研究了礦渣超量取代30％水泥，不同超量系數(shù)(1.1、1.2、1.3、1.4和1.5)對(duì)C30混凝土強(qiáng)度、氯離子滲透性、氣體滲透性和碳化性能的影響。通過(guò)壓汞試驗(yàn)和掃描電鏡觀察對(duì)混凝

2、土硬化漿體進(jìn)行了微觀分析，并結(jié)合宏觀實(shí)驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)緊密堆積理論和雙電層理論，本文充分分析了磨細(xì)礦物摻合料超量取代水泥對(duì)混凝土性能的改善機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，礦渣、礦渣與粉煤灰復(fù)合摻合料、礦渣與鋼渣復(fù)合摻合料超量取代水泥能有效提高C60混凝土早期強(qiáng)度;礦渣超量取代水泥混凝土后期強(qiáng)度增長(zhǎng)比未摻摻合料的基準(zhǔn)混凝土和礦渣等量取代水泥混凝土快。從強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知礦渣超量取代時(shí)，最優(yōu)超代系數(shù)為1.3，礦渣與粉煤灰復(fù)合時(shí)為1.2，礦渣與

3、鋼渣復(fù)合時(shí)為1.3。礦渣超量取代水泥對(duì)C60混凝土氯離子滲透性和氣體滲透性改善效果顯著，取代水泥40％，超量系數(shù)為1.3時(shí)效果最佳。此時(shí)通過(guò)電量降低為648C，氣滲系數(shù)降低為3.84×10-17;超量取代水泥量達(dá)60％時(shí)，混凝土抗氯離子滲透性和氣體滲透性仍優(yōu)于基準(zhǔn)混凝土。礦渣與粉煤灰復(fù)合摻合料超量取代水泥與礦渣等量取代相比對(duì)C60混凝土氯離子滲透性影響不大;而對(duì)于氣體滲透性有所改善。礦渣與鋼渣復(fù)合摻合料超量取代水泥不利于C60

4、混凝土抗氯離子滲透性，但對(duì)氣體滲透性改善明顯?；炷潦湛s率隨礦渣超量取代水泥量的增大而增大，當(dāng)取代水泥低于50％時(shí)，收縮率不超過(guò)基準(zhǔn)混凝土和等量取代混凝土。礦渣與粉煤灰復(fù)合摻合料超量取代水泥能略微減小混凝土收縮，礦渣與鋼渣復(fù)合摻合料能明顯減小混凝土收縮。同時(shí)，磨細(xì)礦物摻和料超量取代水泥可以增強(qiáng)混凝土抗碳化能力，礦渣超量取代水泥40％，超量系數(shù)為1.3時(shí)效果最佳。采用礦渣超量取代的方法能顯著增強(qiáng)C30混凝土抗氯離子滲透能力、抗

5、氣體滲透能力和抗碳化能力;超量系數(shù)1.4時(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度最高，碳化深度最小;超量系數(shù)1.5時(shí)，氯離子滲透性和氣體滲透性最低。磨細(xì)摻合料超量取代水泥能充分發(fā)揮微粉的物理填充作用，從降低漿體孔隙率或改善其孔徑分布兩個(gè)方面改善混凝土性能。礦渣超量取代水泥沒(méi)有降低硬化漿體的孔隙率，但可細(xì)化孔徑，孔徑小于5nm的孔含量高達(dá)34.11％。粉煤灰與礦渣復(fù)合摻合料和鋼渣與礦渣復(fù)合摻合料超量取代水泥可降低漿體孔隙率。SEM分析知磨細(xì)礦物摻合

6、料超量取代使混凝土集料界面結(jié)構(gòu)非常緊密，同時(shí)，礦渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的C-S-H凝膠還能有效起到化學(xué)密實(shí)作用。應(yīng)用Aim和Goff緊密堆積理論模型和相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可推導(dǎo)出不同礦物摻合料超量取代水泥的合理?yè)搅?，發(fā)現(xiàn)理論計(jì)算得到的數(shù)據(jù)與宏觀和微觀實(shí)驗(yàn)結(jié)果能很好的吻合。充分說(shuō)明了磨細(xì)摻合料超量取代水泥時(shí)物理填充效應(yīng)的重要作用。根據(jù)微觀實(shí)驗(yàn)結(jié)果和緊密堆積理論的推倒，利用雙電層理論能很好的解釋磨細(xì)礦物摻合料超量取代水泥對(duì)混凝土氯離子滲透