磨细钢渣粉在大体积混凝土中的应用.pdf

2 0 1 1 年第 9期 9月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEMENT PR0DUC I S 20ll N0 9 S e p t e mb e r 磨细钢渣粉在大体积混凝土中的应用 顾期斌 ， 徐二 华 ( 1 湖北第二师范学院建筑与材料工程系， 武汉 4 3 0 2 0 5 ； 2 湖北博磊商品7 昆凝土有限公司) 摘要 ： 结合武汉融侨锦江项 目工程 ， 对磨 细钢渣粉在 大体积 混凝土 中的应用进行 了研 究， 并通过试验对原材 料和 配合 比参数进 行 了优 化。试验表明 ，磨细钢渣粉掺量 为取代 水泥量的 2 0 时，混凝土 7 d抗压强度平均值为 2 4 8 MP a ， 2 8 d抗压强度平均值 为 4 8 2 MP a ， 满足 C 4 0级混凝 土设计规 范的要求。 关键 词 ： 磨 细 钢 渣 粉 ； 大体 积 混 凝 土 ； 抗 压 强度 ； 掺 量 A b s t r a c t ： C o mb i n i n g w i t h Wu h a n R o n g Q i a o J i n J i a n g P r o j e c t ， t h e a p p l i c a t i o n o f g r o u n d s t e e l s l a g p o w d e r i n m a s s c o n c r e t e i s r e s e a r c h e d ，a n d t h e r a w ma t e r i a l s a n d t n i x p r o p o r t i o n p a r a me t e r s a r e o p t i mi z e d t h r o u g h t h e t e s t s T h e t e s t r es u l t s s ho w t ha t wh e n t he d o s a g e o f g r o un d s t e e l s l a g p o wd e r i s a bo u t 2 0 s u bs t i t ut i n g t he c e me nt ，t he a v e r a g e 7d c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f c o n c r e t e i s 2 4 8 MP a a n d t h e a v e r a g e 2 8 d c o mp r e s s i v e s t r e n g t h i s 4 8 2 MP a w h i c h ( ： a n me e t t h e r eq u i r e me nt s o f C4 0 d e s i g n s p e c i f i c a t i o n s f o r c o n c r e t e Ke y wo r d s ： Gr o u n d s t e e l s l a g p o wd e r ； Ma s s c o n c r e t e ； Co mp r e s s i v e s t r e n g t h ； Do s a g e 中图分类号 ： T U 5 2 8 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 1 ) 0 9 6 4 0 3 0前言 武 汉融 侨锦 江项 目 3 #、 4 # 、 5 #、 6 #楼 位 于武汉 市 研 口区江汉二桥下 ， 结构为地下 二层 ， 地上 4 0层 。 地 下 室 二 层 底 板 为 C 4 0混 凝 土 ， 总 方 量 约 为 2 0 0 0 0 m 。 近 年来 ， 在大 体积 混凝 土浇 注 中 ， 为提 高混 凝土的密实性 ， 并进而提高混凝土的强度 ， 无一例 外地采用部分磨细矿粉和工业粉煤灰掺合料 。武 钢 的钢渣 中 C a O含量 较 高 ， 其 中的 主要 矿物 成分 为 C S ， 与水泥熟料的成分相近， 具有较高的活性 1 ， 可 用作水泥混合材和混凝土的掺合料 。磨细钢渣粉作 为混凝土的活性矿 物掺合料 ， 可降低水化热 ， 提 高 混凝土的耐磨性 ， 改善混凝土的工作性能 、 力学性 能和耐久性 ， 尤其是钢渣粉 与矿粉双掺 时 ， 两者有 相互活化的效果同 ， 可以改善混凝土的和易性 ， 降低 早期 水化 热 ， 增 大混凝 土 的强度 。 1 原材 料及 试验 方法 1 1 原 材料 水 泥 ： P 0 4 2 5级 ，其化 学 组成 和主 要 物理 力 学性 能 见表 1 和表 2 。 矿粉 ： $ 9 5级 磨细 矿粉 ， 其化学 组成 见表 l 。 钢渣 粉 ： 武钢产 I 级 钢渣 粉 ， 比表 面积 4 5 0 0 c m g ， 化学 组成 见表 l 。 表 1 水泥 、 矿粉 、 钢渣粉的化学成份 表 2 水泥物理 力学性能 粉煤灰 ： 级 粉煤 灰 。 砂 ： 中粗 砂 ， 细度模 数 为 2 9 。 6 4 石 ： 碎石 ， 粒 径 5 3 1 5 mm， 连续级 配 。 外加剂 ： 武汉某公司产 WL H l 3 1 。 1 2 试验 方法 试验分单掺钢渣粉( 表 3 ) 与钢渣粉 、 矿渣粉复 掺 ( 表 4 )两种情况进行 。设计? 昆凝土强度等级为 C 4 0 ， 胶凝材料总量固定为 4 2 0 k g c m ， 钢渣粉的掺量 范 围 为 取 代 水 泥 质 量 的 5 2 5 ，外 加 剂掺 量 为 1 2 ， 水灰 比为 0 4 2 ， 砂率为 4 1 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 顾期斌 ， 徐二华 磨细钢渣粉在大体积混凝土中的应用 2结果 与讨 论 2 1 单掺钢渣粉 表 3为不同掺量钢渣粉的混凝土配合 比与强 度 。 从表 3可以看出 ， 在钢渣粉掺量为取代水泥质 量 5 一 2 5 的范围内 ， 5个配合 比混凝土 的 2 8 d强 度均高于 4 6 6 MP a 。当钢渣粉取代 1 5 和 2 0 水泥 时 ， 混凝土的 2 8 d强度基本持平 。随着钢渣取代水 泥量 的增加 ， 7 d和 2 8 d强度均有所降低 ，且开始阶 段的影响 比后期 的影响更大。取代量达到 2 5 时 ， 混凝 土的 7 d强度降低达 2 7 6 ， 2 8 d强度降低达到 1 3 1 。由此可见 ， 随钢渣粉掺量的增加 ， 对混凝 土 7 d强度的影响 比对 2 8 d强度的影 响大。因此 ， 选择 适宜的磨细钢渣粉取代量 ， 与粉煤灰共掺完全可以 替代 常规混凝 土用于建筑工程 和基础工程 ， 从而降 低 工程 造价 4 。 2 _ 2 双掺钢渣粉和粉煤灰 表 4为钢渣 粉与磨 细矿粉双掺混凝 土的配合 比与强度。 从表 4可 以看 出， 在钢渣粉取代水泥质量 5 一 2 5 的范 围内与矿粉双掺 ( 矿粉为固定掺量 ) 时 ， 随 着钢渣粉掺量增加 ，混凝 土 7 d和 2 8 d抗压强度变 化趋势和单掺钢渣粉基本一致。双掺钢渣粉时 ， 7 d 抗压强度均低于单掺钢渣粉时的强度 ， 但 2 8 d强度 在钢渣粉取代水泥质量 1 0 2 0 范围内， 双掺钢渣 粉强度均大于或等于单掺钢渣粉时的强度 。5个配 合比中 ， 强度均高于 4 6 O MP a 。 只有钢渣取代水泥量 2 5 时， 强度小于 4 6 0 MP a 。从表 4还可看 出 ， 单掺 加钢渣 粉时 ， 随着 掺量 的增加 ， 混凝土 的强度逐渐 降低 ； 钢渣粉和矿渣粉复掺时 ， 混凝土性能可得到 有效提高。由于钢渣粉 的水化作用较慢 ， 导致混凝 土早期强度较低 ， 需要利用活性激发剂来加快钢渣 的活化 ， 以满足混凝土高强度 、 高性能的要求 3 。 3施 工技 术 3 1 方案确 定 因所选用水泥 的平均强度在 5 1 2 - 5 4 6 MP a之 间 ， 水泥活性强度满足保证值 5 0 MP a 。根据施工方 要求 ， 并结合布管情况 ， 坍落度定为 1 8 0 - 2 0 0 ram， 强 度 等级 为 C 4 0 ，强 度 等 级 标 准 差 4 0 MP a 。依 据 J G J 5 5 2 0 0 0 ( 普通混凝土配合 比设计规程 ， 经计算 ， 实际施工混凝土配制强度为 4 6 6 MP a 。 通过试验 ， 武 汉融侨锦江项 目工程采 用的是表 4中编号 为 4的 配合 比。 3 2 生产过程控制 为保证现场施工的混凝土质量 ， 在生产施工过 程中采取下列保证措施 。 ( 1 ) 采用一座 1 8 0型搅拌楼 ， 单机专线生产 ， 以 满足地下室一次性浇筑方量较大( 2 8 0 0 m ) 的要求。 ( 2 ) 由于是在 l 1 月份施工 ， 气温较低 ， 故使用 了井水 ， 确保温差不会太大。 ( 3 ) 现场使用两台 4 7 m 3 汽车泵 ， 每 台泵配备 l 0 台 8 m 3 搅拌车 ，按照指定的运输线路 ，控制发车时 间 ， 做到现场始终有两至三台搅拌车。为确保混凝 土的施工质量 ， 随时检查进场原材料的质量 ， 特别 是砂 、 石的质量 ， 不合格 的原 材料 即时退货 。对水 泥 、 矿粉 、 钢渣粉 、 粉煤灰等粉料计量 系统进行监督 检查 ， 确保 出场混凝土质量稳定、 和易性 良好。在运 输和泵送过程中严禁任意加水 ， 同时带上适量的减 一 65 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1年第 9期 混凝土与水泥制品 总第 1 8 5期 水剂到现场 ， 确需调整时由搅拌站试验室技术人 员 进行二次添加 ， 确保混凝土浇筑时质量均匀 、 稳定。 混 凝 土 到 达 施 工 现 场后 ， 马上 会 同 甲方 监 理 、 施 工 单位三方进行交货 、 验 收 ， 符合要求后 方可泵送浇 注。必须保证混凝土一次性顺利浇注 ， 不得间断。 3 3现场 控制 由于混凝 土浇注体积大 ， 且在冬季施 工 ， 混凝 土凝结较慢 ， 故应采取相应 的保温措施。施工时采 用高频振捣器进行振捣 ，当? 昆凝土浇筑至顶部时 ， 采用二次振捣 及二次抹面 ，以确保混 凝土的密实 性 。终凝后 ， 开始持续保湿保温养护 ， 以避免温差裂 缝 的发生 。 4结论 ( 1 ) 在大体积混凝土 中双掺钢渣粉和矿渣 ， 当 钢 渣 粉 取代 水 泥质 量 2 0 时 ，混凝 土 各 项 性 能 较 好 ， 满足 C 4 0混凝土的设计使用要求 。 ( 2 ) 提出了双掺钢渣粉和矿渣混凝土在大体积 混凝土冬季施工时的施工方法及注意事项。 ( 3 ) 本 工程使用 的大体积混凝土 ， 流动度与粘 聚性均满足施工要求 ，混凝土使用量达 2 0 0 0 0余 1i l ， 在现场取样 2 0 0组 ， 施工 4个月后 ， 对芯样实体 进行 了检验 ，其 2 8 d标准养护抗压 强度最大值为 5 0 8 MP a最小值为 4 2 9 MP a ， 平均值为 4 6 5 MP a 。， 芯样强度完全满足设计要求。 参 考 文 献 ： 【 1 叶洪东 ，等 水 泥粉煤灰 钢渣桩桩体 混合料强 度试验研 究 混 凝 土 ， 2 0 0 8 ( 4) 2 李灿华 ， 朱伟长 武钢磨细钢渣粉在高性能混凝 土中的应 用 武钢技术 ， 2 0 0 5 ( 5 ) f 3 1 王玲 ， 等 掺 钢渣粉 水泥胶砂 早期收缩 性能研 究 混凝 土 与水 泥制 品 ， 2 0 0 8 ( 3 ) f 4 1 孙世 国， 等 钢渣 、 粉煤灰混 凝土强度 特性 的实验研究 北 方工业 大学学报 ， 2 0 0 5 ( 3 ) 【 5 1 李云峰， 等掺钢渣粉混凝 土工作性 和力学性能石 J 究 混 凝 土 ， 2 0 0 8 ( 9 ) 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 7 2 1 作者简介： 顾期斌 ( 1 9 6 l _ ) ， 男 ， 硕 士 、 副教授 。 通讯地址 ： 武汉 ， 湖北第 二师范学 院建筑与材料上程 系 联 系 电话 ： 1 8 9 7 1 2 6 5 6 8 3 E - ma i l ： g q i b i n h u b c e e d u c n 天先特材 欢迥选用 硅灰高强高性能砼之必需品 本产 品是一种高活性 、 无定形球状颗粒。主体成份为S i O ， 细度及 比表面积是水泥的 8 0 l O 0 倍 。在 砼 中使用适量的硅灰 ， 可起到如下作用 ： 显著提高砼 的抗压 、 抗折 、 抗渗 、 防腐 、 抗 冲击及耐磨性能 。 具 有保水 、 防止离析 、 泌水 、 大幅度降低泵送砼 泵送 阻力 的作用 。 显 著延 长砼 的使用 寿命 。 特别是在硫酸盐侵蚀 、 氯盐污染 、 高湿度等恶劣环境下 ， 可使砼 的耐 久性 提高一倍 以上。 大幅度减少喷射砼 的落地灰 ， 并提高其单次喷层厚度。 是超高强砼的必要成份 ， 已有 C1 5 0砼 的工程 应用 。 具有约 5 倍水泥 的功效 ， 在普通砼 中应用 ， 可降低 其成本 。 其主要应用领域有 ： 活-眭粉末砼 ( R P C) ； 高铁轨道板掺合料 ； 商品砼 ； 高强砼 ； 自流平砼 ； 抗渗砼 ； 高强 无收缩灌浆料 ； 耐磨工业地坪 ； 修补砂浆 ； 聚合物砂浆 ； 保温砂 浆； 砼密实剂 ； 砼 防腐剂 ； 面层水泥基防水剂 等。 适用对象为： 高层建筑物、 海港码头、 水库大坝、 水利涵闸、 高速铁路、 铁路公路桥梁、 地铁 、 隧道 、 机场跑 道 、 砼路面及煤矿巷道锚喷等。 欢迎垂 询 资料 样品备索 宁夏惠农区天先特种材料研究所 地址 ： 宁夏石嘴山市惠农火车站 电话 ： 0 9 5 2 3 6 9 2 0 6 3 邮 编 ： 7 5 3 2 0 3 传真 ： 0 9 5 2 3 6 9 1 7 3 0 驻京办事处 ： 北京市通州区永乐店永新路 6 3号 电话 ： 0 1 0 6 9 5 6 4 3 4 6 邮编： 1 0 1 1 O 5 传真 ： O 1 0 6 1 5 8 0 2 4 7 网址 - WWWb d y p o l y c o m 一 6 6 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m