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随着绿色高性能混凝土的高速发展,矿物掺合料作为这类现代混凝土中必不可少的组分是一个重要的研究方向。而水淬锰渣和石灰石屑作为工业废弃物被随意丢弃,导致堆积成山,既造成资源的浪费又形成对环境的污染,所以将其作为混凝土掺合料有效的资源化利用具有重要的意义。
本文以C30混凝土为研究对象,通过正交试验得出锰渣微粉-石灰石粉混凝土的最佳配合比,采用对比试验研究了锰渣微粉-石灰石粉混凝土拌合物性能、作用机理及抗化学侵蚀性能。试验研究了对锰渣微粉-石灰石粉混凝土影响较大的水胶比、砂率、锰渣微粉掺量、石灰石粉掺量四个因素,进行正交试验。结果表明:用40%的锰渣微粉和10%的石灰石粉等量替代50%的水泥,可以配制出经济合理、性能优良的C30锰渣微粉-石灰石粉混凝土,最适宜的配合比为水泥191kg/m3,锰渣微粉153kg/m3,石灰石粉38kg/m3,碎石1222kg/m3,砂子630kg/m3,水168kg/m3,减水剂5.7kg/m3。通过掺有和未掺锰渣微粉-石灰石粉两种混凝土在高效减水剂的作用下进行坍落度损失对比试验得出,掺有锰渣微粉-石灰石粉混凝土的坍落度损失要小于基准普通混凝土。混凝土在掺有锰渣微粉-石灰石粉后泌水率维持在较低数值,在减水剂的作用下更能减少泌水率。通过对锰渣微粉-石灰石粉作为混凝土掺合料的机理分析得出,石灰石粉主要发挥物理填充作用,提高混凝土的早期强度,锰渣微粉主要发挥化学活性作用,提高混凝土的后期强度,两种微粉按一定比例掺入混凝土,能充分发挥两者的优势和物理、化学综合作用,使得混凝土的早期和后期强度都能得到提高。试验研究了锰渣微粉-石灰石粉混凝土的抗化学侵蚀性。在硫酸盐侵蚀环境下,锰渣微粉-石灰石粉混凝土试件中石膏的大量生成及抗渗性的降低,导致其与基准普通混凝土试件相比外观和强度性能均较差。抗折、抗压强度受硫酸盐侵蚀破坏均予以提前,质量增加率小于基准普通混凝土,使得混凝土抗硫酸盐侵蚀能力减弱。在海水侵蚀环境下,锰渣微粉-石灰石粉混凝土中水化氯铝酸钙(3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O)的生成及氢氧化钙含量的降低,使得其抗折、抗压强度高于基准普通混凝土。强度提高,质量增加率较大,抗海水侵蚀能力增强。