掺粉煤灰和矿粉的高性能混凝土的力学性能研究.pdf

粉煤灰综合利用F L Y A S HC o M【P R E H E N S I V EU T。I Z A T l O N2 0 1 2N o 2掺粉煤灰和矿粉的高性能混凝土的力学性能研究T h eM e c h a n i cR e s e a r c ho fH i i g hP e r f o r m a n e eC o n c r e t ew i t hF l yA s ha n dF u r n a c eP o w d e r谈海涛1，姜征东2，王新瑞3(1 同济大学，智能与结构材料研究所，上海2 0 1 8 0 4；2 江苏省水泥设计研究院，江苏南京2 1 0 0 0 0；3 河海大学，材料科学与工程学院，江苏南京2 1 0 0 0 0)摘要：研究了在单掺粉煤灰和矿粉以及双掺粉煤灰和矿粉的高性能混凝土的力学性能，探究满足相应高性能的适宜掺量。关键词：粉煤灰；矿粉；单掺；双掺；高性能混凝土中图分类号：T U 5 2 8 2文献标识码：A文章编号：1 0 0 5-8 2 4 9(2 0 1 2)0 2 4)0 2 5-0 3H P C(高性能混凝土)是一种新型的高技术混凝土，是在大幅度提高混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，除了水泥、水、骨料以外，必须掺加足够数量的掺合料与高效外加剂，具有高耐久性、易施工性、满足工程需要的力学性能、体积稳定性以及经济合理性。粉煤灰和矿粉(磨细矿渣)是两种利用率很高的掺合料，能够配制出高性能混凝土。本试验中要求配出C 3 0 的高性能混凝土。通过研究单掺和双掺方式下相应高性能混凝土的力学性能能够探究出掺合料的适宜掺量，对于工程应用有指导作用。l 试验原材料及高性能混凝土配合比1 1 试验原材料试验采用”金宁羊”牌P 4 2 5 R 波特兰水泥，比表面积3 7 5 m 2 k g；砂为细度模数为2 5 5 的中砂；粗集料为5 r a m-3 1 5 r a m 的连续级配碎石；粉煤灰为级灰，比表面积为4 5 0 m 2 k g，活性系数4 0 4，其化学成分见表1；所用矿粉比表面积为5 0 0 m 2 k g，活性系数4 6 5，其化学成分见表2；减水剂为江苏博特新材料有限公司聚羧酸高效减水剂(J M P C A)。通讯作者：谈海涛(1 9 8 6)。硕士研究生主要从事智能与结构材料的研究oE m a i l：u m h a i t a a 6 1 2 6 e o m收稿日期：2 0 1 l-1 0-2 8表1 粉煤灰的化学成分1 2高性能混凝土配合比本试验中基准高性能混凝土的配制强度为C 3 0，参照了普通混凝土与粉煤灰混凝土配合比设计引，具体配合比为：单掺粉煤灰的混凝土配合比见表3；单掺矿粉的混凝土配合比见表4；双掺粉煤灰和矿粉的混凝土配合比见表5。表3 单掺粉煤灰的混凝土配合比2 5 粉煤灰综合利用2 0 1 2N O 2F L Y A S HC o M P R E H E N S EU T I L I Z A T I o N表4 单掺矿粉的混凝土配合比编号嚣丽1#笋竽每1 而表5 双掺粉煤灰、矿粉的混凝土配合比2 试验结果及分析2 1C 3 0 单掺粉煤灰高性能混凝土力学性能的试验结果见表6。表6 单掺粉煤灰混凝土的试验结果由表6 可知，当粉煤灰掺量在5 0 以内时，相对于基准配合比1-1，早期强度有所降低，但后期强度逐2 6 渐增大，2 8 d 强度超过基准配合比。当粉煤灰掺量超过5 0 时，混凝土早期强度和后期强度都低于基准配合比。主要是因为混凝土早期水化还不充分，水化产物数量有限，同时粉煤灰早期水化程度低，还不能发挥火山灰效应，故早期强度较基准强度低；等到2 8 d 龄期，混凝土水化已经很充分，水化产物大量生成，而同时粉煤灰的水化也进行了一定程度，能够发挥出火山灰效应，并增强了混凝土的密实性；而粉煤灰掺量超过5 0 时，混凝土自身的水泥成分已经很少，无论是早期还是2 8 d 水化产物数量很少，而粉煤灰无论是早期还是2 8 d 水化程度并不充分，这样粉煤灰混凝土难以形成强度骨架体系，所以强度都低于基准混凝土。2 2C 3 0 单掺矿粉高性能混凝土力学性能的试验结果见表7。表7单掺矿粉混凝土试验结果从表7 可以看出，所有混凝土配合比力学性能都满足设计要求。但相对于基准配合比，随着矿粉掺量的增加，混凝土早期强度明显降低；除矿粉掺量为1 0、2 0 混凝土2 8 d 强度较基准配合比有所增加，当矿粉掺量大于3 0 后，混凝土2 8 d 强度较基准配合比降低，但是仍然高于设计要求的3 0 以上。主要原因是随着矿粉掺量的增加，早期混凝土水泥水化程度低，水化产物少，而矿粉的早期水化程度也不高，所以强度明显降低；后期2 8 d 龄期时，水泥水化基本完全，矿粉的水化程度