石粉復(fù)合渣超高強(qiáng)高性能混凝土研究.pdf

1、礦物摻合料是高性能混凝土中不可缺少的組分，粉煤灰、粒化高爐礦渣和硅灰是我國常用的礦物細(xì)摻料，其在混凝土中的研究應(yīng)用已經(jīng)很多。但我國尚有許多工業(yè)廢渣、廢料，如石灰石破碎時(shí)產(chǎn)生的大量石屑粉、攀鋼的鈦礦渣、E渣長期以來未能得到充分利用，造成了環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。研究如何在混凝土中充分利用這些廢渣、廢料以擴(kuò)大礦物摻料的來源成為當(dāng)前亟待解決的問題。 本課題以超磨細(xì)石灰石粉為主要礦物摻合料，分別復(fù)合摻入鈦礦渣、E渣、硅灰及碳纖維等，進(jìn)行了多

2、種礦物細(xì)摻料復(fù)合使用配制超高強(qiáng)高性能混凝土的試驗(yàn)研究。本試驗(yàn)采用超塑化劑和礦物摻合料“雙摻”的技術(shù)，運(yùn)用通用的工藝手段和養(yǎng)護(hù)方式，研究了不同礦物摻合料的復(fù)合效應(yīng)以及單摻石粉的混凝土(LC)、復(fù)摻石粉與鈦礦渣的混凝土(LTC)、復(fù)摻石粉與E渣的混凝土(LEC)、復(fù)摻石粉與碳纖維的混凝土(LCC)、復(fù)摻石粉與硅灰的混凝土(LSC)的工作性能、力學(xué)性能及耐久性(抗Cl－滲透性、抗碳化性、耐酸性、抗凍性、耐磨性)。 通過上述工作得到如下

3、結(jié)果： ① 單摻石粉及其與鈦渣復(fù)摻可顯著改善新拌混凝土的和易性，降低混凝土的坍落度損失。LEC的坍落度損失明顯增大，經(jīng)過1h后各組混凝土基本變?yōu)楦捎残曰炷?。石粉與硅灰復(fù)合對(duì)混凝土工作性能沒有不利影響，初始坍落度有所提高，坍落度損失也很小。 ② 單摻10％的石粉可顯著提高混凝土的早期抗壓強(qiáng)度，3d抗壓強(qiáng)度達(dá)到95MPa，7d達(dá)到104MPa，后期抗壓強(qiáng)度發(fā)展也明顯優(yōu)于空白混凝土，60天達(dá)到118MPa，180天達(dá)到123

4、MPa。石粉摻量超過10％對(duì)混凝土的抗壓強(qiáng)度發(fā)展不利，當(dāng)石粉摻量低于30％時(shí)，混凝土抗折強(qiáng)度隨石粉摻量的增加而增加。引氣劑使混凝土的強(qiáng)度降低，其摻量越大，混凝土強(qiáng)度的降低幅度越大。石粉與其它礦物摻合料復(fù)合可改善混凝土的力學(xué)性能。其中E渣的最佳復(fù)摻量為10％，其抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度的發(fā)展均優(yōu)于空白混凝土和單摻石粉的混凝土，3d抗壓強(qiáng)度達(dá)到89MPa，28d達(dá)到124MPa，60d達(dá)到132MPa，180d達(dá)到138MPa，E渣摻量大于10％

5、對(duì)混凝土強(qiáng)度發(fā)展不利。鈦礦渣的最佳摻量為20％，石粉與鈦渣復(fù)合摻合料置換水泥量能達(dá)到40％，水泥用量減少到348kg/m3，并能達(dá)到超高強(qiáng)混凝土的技術(shù)水平。硅灰最佳復(fù)摻量為10％，其抗壓強(qiáng)度與復(fù)摻E渣混凝土接近。碳纖維的最佳體積摻量為0.1％，其強(qiáng)度較空白混凝土有所提高。 ③ 單摻石粉及其與鈦渣、碳纖維復(fù)摻對(duì)混凝土抗Cl－滲透性不利，摻合料摻量越大，Cl－擴(kuò)散系數(shù)越大。引氣劑對(duì)混凝土的抗Cl－滲透性有極大改善。石粉與E渣復(fù)摻可顯

6、著提高混凝土的抗Cl－滲透能力。水膠比越小、齡期越長，混凝土抗Cl－滲透能力越強(qiáng)，石粉細(xì)度對(duì)混凝土的抗Cl－滲透性影響不大。超高強(qiáng)高性能混凝土有極強(qiáng)的抗碳化能力，碳化至90d，各組混凝土的碳化深度均小于1mm。單摻石粉及其分別與E渣、碳纖維復(fù)摻可提高混凝土的抗硫酸侵蝕能力，摻合料摻量越大，對(duì)混凝土耐酸性的改善效果越顯著。鈦渣復(fù)摻量大于10％對(duì)混凝土的抗硫酸腐蝕性不利。摻10％石粉的混凝土具有高抗凍性，經(jīng)500次凍融循環(huán)，各抗凍指標(biāo)保持完

7、好。混凝土抗凍性隨著石粉摻量的增大而下降，但摻入引氣劑后得到顯著改善。10％的石粉與E渣復(fù)摻混凝土的抗凍性較單摻石粉顯示出明顯的優(yōu)越性。石粉對(duì)混凝土耐磨性不利，隨石粉摻量的增大，單位面積的磨損量也相應(yīng)增大。石粉與其它礦物摻料復(fù)摻可顯著改善混凝土的耐磨性，耐磨性最好的是復(fù)摻E渣的混凝土，其次是復(fù)摻鈦礦渣的混凝土，最后是摻入碳纖維的混凝土。 本工作是研究如何高效利用低活性渣體的課題，使利用率低的石灰石粉、鈦礦渣、E渣資源化，符合可持