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2、护技术利用超细矿粉配制 C80 高强度混凝土 您现在的位置: 隧道网 上海隧道季刊 利用超细矿粉配制 C80 高强度混凝土 隧道网 (2004-6-8) 来源：摘 要：文章介绍了利用超细矿渣粉配制C80 高强度混凝土的技术途径、原理与试验结果，分析了超细矿渣粉对改善混凝土和易性、增进混凝土强度、提高混凝土耐久性的机理，并通过新拌混凝土和硬化混凝土的性能，进一步说明本技术路线的可行性。关键词：超细矿渣粉 高强度混凝土 胶凝材料 界面一、配制高强度混凝土的意义随着建筑行业的不断发展与进步，迫切要求高强度混凝土在成本和技术条件可行的前提下，从试验室走向市场。目前，混凝土材料科学和工程界都在广泛地进行
3、高强度混凝土的研究工作，通常是在混凝土中掺加化学外加剂和矿物掺合料来实现增强，同时改善新拌混凝土和硬化混凝土的性能。用超细矿粉（水渣粒状高炉矿渣超细磨粉）配制 C80 高强度混凝土已经得到了应用。二、配制高强度混凝土的技术途径当前国际上配制高强度混凝土的技术途径很多，主要是采用掺加化学外加剂、超细掺合料、纤维增强、机械密实及蒸压养护等措施。但不论采用何种材料和工艺，均是以混凝土达到最高的密实度，以及改善水泥石与骨料的界面结构为配制高强度混凝土的最基本途径。配制 C80 高强度混凝土的技术路线是利用超细矿粉的活性和细度，使胶凝材料的微观结构致密化，同时与优质高效的外加剂复合使用，实现硬化水泥结构
4、的匀质化、致密化，改善胶凝材料与骨料的界面结构；并利用颗粒级配良好、抗压强度高的粗骨料，从而达到配制高强混凝土的技术效果。三、配制高强度混凝土的原理 依据用超细粉料致密混凝土的原理，在配制混凝土时加入适量超细活性的掺合料，能有效改善孔结构、降低水化热，并减少界面区 Ca（OH）2 晶体的尺寸及含量，实现混凝土强度的提高和性能的改善。1、胶凝材料匀质化、致密化胶凝材料微观结构致密是配制高强混凝土的基本条件，而选用优质高效外加剂是使胶凝材料匀质化、致密化的必要手段，两者缺一不可。胶凝材料微观结构愈致密、孔隙率愈低，则强度愈高、耐久性愈好；另外，为实现混凝土的高强度，应尽可能降低浆体的孔隙率与水胶比
5、，使硬化水泥结构更加致密。2、增强集料界面粘结力由于硬化水泥与骨料的界面含有大量Ca（OH）2 结晶，影响了界面的粘结力。掺加辅助胶凝材料后，能减少界面区 Ca（OH）2 的数量，减小 Ca（OH）2 晶体的尺寸和含量，改善界面区微观结构组织，使骨料和胶凝材料的界面粘结力增强；也能显著改善硬化体的微观结构，使水化产物趋向于连续均匀分布，从而提高混凝土的强度。四、配制高强度混凝土试验1、试验材料(1)超细矿粉超细矿粉的比表面积为 700m2/kg（普通矿粉比表面积为 380m2/kg，水泥比表面积为 300m2/kg） ，其化学组成见表 1。表 1 超细矿粉化学组成 ()(2)高效减水剂高效减水
6、剂可在保持拌合物所要求的流动性下，大幅度减少用水量。用水量减少，水灰比降低越大，则混凝土强度越高。本次试验所用减水剂为密胺类高效复合减水剂（FYA-1） ，减水率大于 25。(3)水泥、砂、石水泥选用上海水泥厂生产的 52.5 级普通硅酸盐水泥，R28 为 70.9MPa；粗骨料粒径为 520mm，岩石抗压强度为 15MPa；细骨料细度模数为 2.83.0，含泥量1%。2、试验方法根据国家标准 GB134689 中测定水泥标准稠度用水量的方法，粗略评估超细矿粉对水泥需水性的影响。试验设计的高强度混凝土其标号为C80，新拌混凝土坍落度20cm；所有拌合物成型尺寸为10cm10cm10cm 的立方
7、试件；进行标养，根据 GBJ8185 测试硬化混凝土 3、7、28、60d 的抗压强度；根据 GBJ82-85 测试硬化混凝土抗渗性能。3、试验结果及分析(1)胶凝材料系统的需水性对 3 种不同胶凝材料系统的标准稠度用水量进行测试，结果见表 2。表 2 不同胶凝材料的需水性从表 2 中可以看出，超细矿粉能够减少胶凝材料系统的标准稠度用水量，而粉煤灰则增加了标准稠度需水量，这是因为细小的超细矿粉颗粒填充在水泥颗粒之间，使原先被封闭于水泥颗粒间毛细孔的水份能够释放出来参与水化反应，从而可以减少用水量。(2)新拌混凝土的坍落度和扩展度新拌混凝土采用 52.5 级水泥，水胶比为0.26。掺入超细矿粉的
8、高性能混凝土(编号)，其粘聚性和流动性均比基准混凝土(编号)有所改善，测试数据见表 3。表 3 混凝土坍落度、扩展度的比较从表 3 中可以看出，掺超细矿粉的混凝土拌合物，其坍落度和扩展度均比基准混凝土有明显提高，其初始扩展度增至 53.0cm，而坍落度损失却比基准混凝土小得多。(3)硬化混凝土性能 抗压强度表 4 列出了基准混凝土（编号 I）和掺超细矿粉的混凝土（编号 II）在各龄期时的抗压强度。表 4 超细矿粉混凝土抗压强度从表 4 中可知，掺超细矿粉的混凝土 3d 强度比基准混凝土提高 66.0， 7d、28d、60d 抗压强度分别提高80.7、39.2、43.5，混凝土的抗压强度有明显改
9、善。另外，观察混凝土试块还发现，断裂均发生在浆体和粗集料内部。碎石与浆体的粘结强度非常大，并未发生粘结界面的断裂或碎石从界面处剥落。这是由于超细矿粉的填充效应和活性SiO2 与 Ca（OH）2 的二次反应，使胶凝物质的质量改善、数量增加，增强作用得到了较充分的发挥。超细矿粉颗粒的粒径比水泥颗粒小得多，它填充在水泥颗粒之间，使水泥石更致密；超细矿粉中活性 SiO2 与 Ca（OH）2 二次反应，改善水泥石与骨料界面上 Ca（OH）2 结晶形状和晶体尺寸，减少了 Ca（OH）2 的富集量，提高了界面粘结力。 抗渗性能由于掺入超细矿粉后，使混凝土内部结构十分致密，抗渗等级大幅度提高，测试数据见表 5
10、。表 5 超细矿粉混凝土抗渗性五、地铁管片中试生产在取得大量试验室数据的基础上，用掺加超细矿粉的高强度混凝土制作地铁管片。1、 原材料及配方原材料规格见表 6。表 6 原材料规格超细矿粉的掺量为水泥用量的25%，砂率为 40%，外加剂掺量为 2.5%，水胶比为 0.26。 2、拌制及养护在中试过程中，使用强制式搅拌机，每小时测定一次砂、石含水率并进行调整，确保原料称量精度。拌制时按以下顺序投料：砂、石、水泥、矿粉，干拌 1 分钟后，加水、外加剂，再拌制 4 分钟；在混凝土表面加盖薄膜，以达到较好的养护效果。3、性能测试在生产过程中进行混凝土坍落度测试，测试结果见表 7；并制作 2 组抗渗试块和
11、 100mm100mm100mm 试块 20 组进行抗压强度测试（其中 3 d、7 d 各 1 组，28 d 15 组，60 d 3 组），测试结果见表 8。表 7 混凝土坍落度测试结果(mm)表 8 混凝土抗压强度测定表表 8 给出的 15 组混凝土试块 28 天抗压强度最低为 81.3 MPa，最高为 100.7 MPa，平均抗压强度 90.85 MPa，达到配合比设计要求；但均方差较大（5.45 MPa） ，将有待进一步试验和讨论；抗渗等级大于 P30，可见中试结果较令人满意。六、结论1、超细矿粉是一种很有效的配制高强度混凝土的辅助胶凝材料，利用矿粉的细度和活性，不但能大大提高混凝土强度
12、，而且能有效改善混凝土的和易性，降低水化热。2、与硅灰等其他辅助胶凝材料相比，超细矿粉性能优良、成本较低，并且可大量置换水泥，降低混凝土成本，是一种价廉物美的新型掺合料，特别适用于商品混凝土。赵 江来源：上海隧道2004 年第 2 期点数:19486 电子邮箱: 技术中心 | 科技情报 | 教育培训 | 隧道图书馆 | 隧道网管理 | 隧道网版权声明 | 联系我们本网站所有信息对隧道股份（600820）股票不具导向性主办单位：上海隧道工程股份有限公司 公司总部：上海市大连路 118 号 邮编：200082 电话：021-65869999 传真：021-65419892隧道网站：上海市虹漕南路 155 号 邮编：200233 电话：021-64706611-847 传真：021-54640607 电邮： 版权所有：隧道网备案序号：沪 ICP 备 05013432 号技术支持：上海潇凌信息科技有限公司
