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张福珊（1984- ），男，汉族，辽宁大连人，专业：无机非金属材料专业 职称：助理工程师
摘要 通过大量试验,分析了不同掺量的矿粉对混凝土新拌性能和力学性能的影响,并根据实际施工情况,选择了合理的矿粉掺量并在实际工程中得以成功应用,证明了大掺量矿粉混凝土在一定条件下在工程中应用的可行性.
关键词 大掺量矿粉; 混凝土; 可行性
引言
随着我国城市化进程的不断推进,混凝土做为现在城市建设最主要的建筑材料之一,其发挥的作用更是不可估量的.而如何能在保证混凝土的工作性,耐久性,力学性能的基础上,有效的降低混凝土的材料成本,成为现在混凝土企业越来越关心的话题,所以有效的利用矿物掺合量和化学外加剂变的十分重要.硅灰是一种很好的矿物掺合料,但其价格昂贵且数量有限;粉煤灰价格低廉,但其性能不稳定,活性不大,而且大掺量的粉煤灰会大幅度降低混凝土的前期强度,影响正常工期,不宜在结构中应用;相比之下在一定掺量下矿粉对前期混凝土强度影响小,在改善混凝土后期强度和耐久性方面都有很大的优势.
工程概况
大连市金州区登沙河镇高压电缆厂宿舍楼建设工程, 宿舍楼共六层,为现浇钢筋混凝土框架结构,灌注桩基础,要求混凝土强度等级为C30,在夏季施工.
配合比试验与确定
原材料选择
水泥:大连水泥厂生产42.5普通硅酸盐水泥
表2-1 大水P.O42.5水泥主要性能指标
密度 比表面积 需水量 安定性 砂浆强度
3.1g./cm3 3400cm2/g 27% 合格 3d 28d
28.9 Mp 52.8Mp
砂:大连庄河河砂中砂,M=2.5,含泥量1%
石子:大连大刘家石矿青碎石5-25mm连续级配,压碎指标7%
外加剂:大连铭源外加剂厂MZ-6奈系高效减水剂
矿粉:大连育明S95级矿粉
表2-2 矿粉的主要性能指标
密度 比表面积 烧失量 活性
2.9g/ cm3 4300cm2/g 1.1% 7d 28d
34.8 Mp 51.3 Mp
2.2 配合比設计
本文主要结合以往的实验研究和实际工程经验,根据原材料实际情况,主要对矿粉进行定性,定量的对比试验,如表
表2-3不同掺量的矿粉对混凝土的影响
试验
编号 W/B
% 砂率
% 水泥
Kg 矿粉
% MZ-6
% 坍落度
mm 标养强度 自然养护强度
通过对几组试配混凝土的新拌性能和力学性能的观察和试验,我们可以看出,随着矿粉掺量的增加,新拌混凝土的坍落度和流动度都有所增加,经过1h的静停后重新测定各组坍落度,我们发现A损失较大,原因可能为水泥用量大,水化反应快,所以水份损失的较快.B,C,D经时坍损都小于20mm.从力学性能上分析,混凝土早期强度随着矿粉掺量的增加而降低,但后期强度增长较快,除D组试验后期强度和A相差较大以外,B,C的后期强度都接近甚至超过了A.因为工程在夏季施工,我们在考虑强度和最大程度降低水化热以及经济合理的基础上,选择了C组试验配比,但矿粉的掺量太大会造成新拌混凝土粘聚性不好,混凝土硬化早期抗碳化性差,所以适当的减小了水灰比,最终选择了C1为生产配比.
力学性能
工程砼总用量3149M3,我们按每100M3抽查一次,共抽查30次,每组做3组试件,做3d,7d,28d强度试验,最终强度评定按28d强度进行评定.
表3-1混凝土28天强度评定
组数 Mfcu fcu.min 标准差Sfcu 强度评定(统计方法)
Mfcu-λ1Sfcu≥Fcu, Fcu.min≥λ2Fcu 结果
32 38.7 Mpa 34.1 Mpa 2.7 λ1=0.95, λ2=0.85, 合格
38.7-0.95×2.7≥30,34.1≥0.85×30
考虑到矿粉的掺量大会影响混凝土早期以及后期的抗碳化性,所以我们对现场混凝土进行28d碳化深度测量和回弹试验
表3-2 混凝土强度
龄期 部位 测区数 碳化深度(mm) 回弹强度平均值
Mfcu(Mpa) 回弹强度标准差
Sfcu 推测值
fcu.e=Mfcu-1.645Sfcu
混凝土的施工与养护
工程施工养护过程中,由搅拌站技术人员负责技术指导.
工程采用梁板柱整体浇筑,浇筑方式为泵送,振捣要求不过振不漏振.浇筑完成后马上进行抹面,在混凝土临近初凝时进行二次抹面,抹面结束后马上用草席覆盖,防止阳光的暴晒,每天进行2次喷水养护,3d后停止养护,7d除去草席,进行拆模,拆模后混凝土表面光洁,无裂缝.
结束语
矿粉的掺入,使混凝土的工作性,抗裂性,耐久性都优于普通混凝土,矿粉的火山灰效应在混凝土硬化后期发挥着巨大的作用.但是由于矿粉的掺量大,会使混凝土早期强度低于普通混凝土,但只要前期有较完善的养护措施,其早期强度完全可以满足施工要求.
由于工程在夏季施工,白天最高气温可达30度,掺加矿粉可有效的降低混凝土早期水化反应速度,降低水化热,减少了混凝土产生裂缝的可能性.大掺量矿粉的应用,进一步节约了水泥,降低了成本,改善了环境.
注：文章内的图表、公式请到PDF格式下查看
摘要 通过大量试验,分析了不同掺量的矿粉对混凝土新拌性能和力学性能的影响,并根据实际施工情况,选择了合理的矿粉掺量并在实际工程中得以成功应用,证明了大掺量矿粉混凝土在一定条件下在工程中应用的可行性.
关键词 大掺量矿粉; 混凝土; 可行性
引言
随着我国城市化进程的不断推进,混凝土做为现在城市建设最主要的建筑材料之一,其发挥的作用更是不可估量的.而如何能在保证混凝土的工作性,耐久性,力学性能的基础上,有效的降低混凝土的材料成本,成为现在混凝土企业越来越关心的话题,所以有效的利用矿物掺合量和化学外加剂变的十分重要.硅灰是一种很好的矿物掺合料,但其价格昂贵且数量有限;粉煤灰价格低廉,但其性能不稳定,活性不大,而且大掺量的粉煤灰会大幅度降低混凝土的前期强度,影响正常工期,不宜在结构中应用;相比之下在一定掺量下矿粉对前期混凝土强度影响小,在改善混凝土后期强度和耐久性方面都有很大的优势.
工程概况
大连市金州区登沙河镇高压电缆厂宿舍楼建设工程, 宿舍楼共六层,为现浇钢筋混凝土框架结构,灌注桩基础,要求混凝土强度等级为C30,在夏季施工.
配合比试验与确定
原材料选择
水泥:大连水泥厂生产42.5普通硅酸盐水泥
表2-1 大水P.O42.5水泥主要性能指标
密度 比表面积 需水量 安定性 砂浆强度
3.1g./cm3 3400cm2/g 27% 合格 3d 28d
28.9 Mp 52.8Mp
砂:大连庄河河砂中砂,M=2.5,含泥量1%
石子:大连大刘家石矿青碎石5-25mm连续级配,压碎指标7%
外加剂:大连铭源外加剂厂MZ-6奈系高效减水剂
矿粉:大连育明S95级矿粉
表2-2 矿粉的主要性能指标
密度 比表面积 烧失量 活性
2.9g/ cm3 4300cm2/g 1.1% 7d 28d
34.8 Mp 51.3 Mp
2.2 配合比設计
本文主要结合以往的实验研究和实际工程经验,根据原材料实际情况,主要对矿粉进行定性,定量的对比试验,如表
表2-3不同掺量的矿粉对混凝土的影响
试验
编号 W/B
% 砂率
% 水泥
Kg 矿粉
% MZ-6
% 坍落度
mm 标养强度 自然养护强度
通过对几组试配混凝土的新拌性能和力学性能的观察和试验,我们可以看出,随着矿粉掺量的增加,新拌混凝土的坍落度和流动度都有所增加,经过1h的静停后重新测定各组坍落度,我们发现A损失较大,原因可能为水泥用量大,水化反应快,所以水份损失的较快.B,C,D经时坍损都小于20mm.从力学性能上分析,混凝土早期强度随着矿粉掺量的增加而降低,但后期强度增长较快,除D组试验后期强度和A相差较大以外,B,C的后期强度都接近甚至超过了A.因为工程在夏季施工,我们在考虑强度和最大程度降低水化热以及经济合理的基础上,选择了C组试验配比,但矿粉的掺量太大会造成新拌混凝土粘聚性不好,混凝土硬化早期抗碳化性差,所以适当的减小了水灰比,最终选择了C1为生产配比.
力学性能
工程砼总用量3149M3,我们按每100M3抽查一次,共抽查30次,每组做3组试件,做3d,7d,28d强度试验,最终强度评定按28d强度进行评定.
表3-1混凝土28天强度评定
组数 Mfcu fcu.min 标准差Sfcu 强度评定(统计方法)
Mfcu-λ1Sfcu≥Fcu, Fcu.min≥λ2Fcu 结果
32 38.7 Mpa 34.1 Mpa 2.7 λ1=0.95, λ2=0.85, 合格
38.7-0.95×2.7≥30,34.1≥0.85×30
考虑到矿粉的掺量大会影响混凝土早期以及后期的抗碳化性,所以我们对现场混凝土进行28d碳化深度测量和回弹试验
表3-2 混凝土强度
龄期 部位 测区数 碳化深度(mm) 回弹强度平均值
Mfcu(Mpa) 回弹强度标准差
Sfcu 推测值
fcu.e=Mfcu-1.645Sfcu
混凝土的施工与养护
工程施工养护过程中,由搅拌站技术人员负责技术指导.
工程采用梁板柱整体浇筑,浇筑方式为泵送,振捣要求不过振不漏振.浇筑完成后马上进行抹面,在混凝土临近初凝时进行二次抹面,抹面结束后马上用草席覆盖,防止阳光的暴晒,每天进行2次喷水养护,3d后停止养护,7d除去草席,进行拆模,拆模后混凝土表面光洁,无裂缝.
结束语
矿粉的掺入,使混凝土的工作性,抗裂性,耐久性都优于普通混凝土,矿粉的火山灰效应在混凝土硬化后期发挥着巨大的作用.但是由于矿粉的掺量大,会使混凝土早期强度低于普通混凝土,但只要前期有较完善的养护措施,其早期强度完全可以满足施工要求.
由于工程在夏季施工,白天最高气温可达30度,掺加矿粉可有效的降低混凝土早期水化反应速度,降低水化热,减少了混凝土产生裂缝的可能性.大掺量矿粉的应用,进一步节约了水泥,降低了成本,改善了环境.
注：文章内的图表、公式请到PDF格式下查看