掺矿渣微粉道路混凝土耐磨性能试验研究.pdf

2 0 1 2年 第 8期 (总 第 2 7 4 期 ) Nu mb e r 8 i n 2 0 1 2 ( T o t a l No 2 7 4 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 原材料及辅助物料 M ATERI AL AND ADM I NI CLE d o i ： 1 0 3 9 6 9 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 2 0 8 0 2 4 掺矿渣微粉道路混凝土耐磨性能试验研究 魏明东 ，余 民久 ，曾忠 ( 四川 大学 建筑 与环境学 院，四川 成都 6 1 0 2 2 5 ) 摘要： 随着公路交通量的逐年增加， 大多数混凝土路面没有达到设计使用年限就发生破坏， 而主要原因就是路面磨损严重， 作为混凝 土的重要性能之一， 混凝土路面的耐磨性研究变得越来越重要。 通过试验， 分析矿渣微粉细度、 掺量等因素对混凝土材料耐磨性能的影响， 以及混凝土配合比、 胶凝材料等对掺矿渣微粉混凝土的耐磨性能影响， 对道路混凝土耐磨性研究有很大的促进作用， 同时具有很大的经济 利益和社会意义 。 关键词 ： 混凝土 ；矿渣微粉 ；耐磨性 ；试验研究 中图分类号 ： T U5 2 8 0 4 1 文献标志码 ： A 文章 编号： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 2) 0 8 0 0 8 1 0 3 E xpe r i me nt a l s t ud y on a br a si on r e s i s t an ce of s l a g p owder r oa d c on cr et e WE I Mi n g - d o n g ， YUMi n - j i u ， Z E NGZ o n g ( C o l l e g eo f A r c h i t e c t u r e a n dE n v i r o n me n t ， S i c h u a nU n i v e r s i t y ， C h e n g d u 6 1 0 2 2 5 ， C h in a ) Abs t r a c t ： As r o a d t r a f f i c i n c r e a s e d y e a r b y ye a r ， m o s t o ft h e c o n c r e t e p a v e me n t h a v e b e e n d e s t r u c t e d b u t no t m e e t t h e d e s ig n l i f e ， t h e ma in r e a - s o n i s the s e r i o u s l y r o a d we ar ， a s o n e o f th e i mp o r t a n t p r o p e r t i e s o fc o n c r e t e， the we a r r e s i s t a n c e ofc o n c r e t e pa v e me m b e c o me s mo r e an d mo r e i mp o rtan t Th r o u g h e x pe rime n t s ， t o a na l y z e the e ffe c t o fGGBS f i n e n e s s， c o n t e n t a n d o t h e r f a c t o r s o n t h e we a r re s i s t an c e o fc o n c r e t e ma t e ria l s ， an d an a l y z e t h e e ffe c t o f m i x p r o p o r t i o n， c e me n t a t i o n s ma t e ri a l s o n we ar r e s i s t an c e o fd o p e d GGBS c o n c r e t e， i t t a k e s a s i g n i fi c a n t r o l e i n p r o mo t i n g a br a s i o n r e s i s t anc e o n t h e r o a d c o n c r e t e an d wi t h g r e a t e c o no mi c i n t e res t s an d s o c i a l s i gni fi c a n c e Kmw e r ds ： c o n c r e t e ； s l a g p o wd ； a b r a s i o n res i s t a n c e ； e x pe r i me n ta l s t u d y 0 引言 随着我国经济建设的蓬勃发展， 交通量增大， 车速加快 ， 从 而公路等级不断提高， 水泥混凝土作为主要的建筑材料因为其 强度好、 耐久性好、 造价低等优点被越来越多地运用于公路路 面、 停车场及建筑物地面等工程， 同时对混凝土的性能要求也 越来越高， 除了混凝土强度要高外， 还要求有足够的抗磨损和 抗滑能力 ， 尤其是在雨季 ， 潮湿路面的抗滑性能会大大降低 ， 造 成人员伤亡、 财产损失等重大事故 ， 因此， 水泥路面的抗滑性和 耐磨性已经成为了人们关心与研究较多的问题。 矿渣作为重要的一种矿物掺合料， 很早以来就应用到混凝 土施工， 随着矿渣微粉粉磨技术的不断完善， 激发效果得到很 大提高， 由于矿渣微粒为玻璃状 晶体 ， 其耐磨性能相 比其他各 类型水泥具有很大的优势。 在满足强度及其他指标要求的情况 下， 通过尽可能地降低胶凝材料用量， 适当提高矿渣粉的掺量， 这不仅会明显降低混凝土成本， 而且也能改善混凝土的工作性、 耐久性、 抗渗性和耐磨性等， 具有很强的实用价值。 1 试验材料、 仪器和试验方 法 1 1 试验材料 水泥： 海螺牌 P 0 4 2 5 级水泥。 砂： 细度模数为 2 7的湘江河砂。 石子 ： 碎石 和卵石 。 收稿 日期 ：2 0 1 2 - 0 2 - 0 9 外加剂： F D N高效减水剂。 矿渣微粉( GG B s ) ： 采用萍乡钢铁厂不同细度的矿渣， 其主 要化学组成如表 1 所示 。 表 1 矿渣微粉的化学组成 水： 普通 自来水。 1 2 试 验仪 器 混凝土磨耗试验机 ， 恒温养护室 ， J J 5型混凝土搅拌机 ， J E S 2 0 0 0 A型压力试验机， 1 5 0 mm x l 5 0 mmx l 5 0 r r I I l 1 试模等。 1 3 试 验 方法 ( 1 ) 力学试验。 为了考虑矿渣微粉应用于道路混凝土路用 性能的要求 ， 本力学试验采用骨料粒径为 2 5 i n n l 的碎石、 卵石 两种粗骨料进行试验 ， 矿渣微粉替代水泥的掺量为 2 0 、 3 0 、 4 0 ， 水胶比为 0 4 5 ， 胶凝材料为 3 6 0 k g m 3 ， 混凝土试件尺寸为 1 5 0 r l l l l l X 1 5 0 mmx l 5 0 1 1 1 1 1 1 ， 在标准条件下养护 2 4 h后拆模 ， 并 在标准条件下养护， 并检测 7 、 2 8 d时的抗压强度、 抗折强度和 坍落度， 试验配合比如表 2 所示。 ( 2 ) 混凝土抗磨耗性能试验 。 本试验按照混凝土耐磨性试 验方法 ， 探究骨料粒径和骨料品种、 不同矿渣微粉掺量对混凝 土耐磨性能的影响， 骨料品种对混凝土耐磨性能的影响试验中 骨料品种为 2 5 m i l l 碎石和卵石 ， 矿渣微粉的掺量为 2 0 、 3 0 、 8 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 2- I- ( 碎石 、 卵石 ) 配合比 k g m 注： 所有配合比的高效减水剂掺量均为 0 6 。 4 0 ； 不同骨料粒径混凝土试验采用 2 0 矿渣微粉掺量 ， 采用 碎石骨料， 粒径为2 0 、 2 5 、 3 0 r n n l 。 三种试验混凝土配合比与力学 性能试验一致。 混凝土试件尺寸为 1 5 0 mmx 1 5 0 mmx 1 5 0 n l l 1 ， 在标准条件下养护 7 、 2 8 、 9 0 d ， 在 6 0条件下烘干至恒重， 然后 在带有花轮磨头的混凝土磨耗试验机上， 在 2 0 0 N负荷下先找 平预磨 3 0 转再磨削 5 0 转 ， 按式( 1 ) 计算磨损量： r l Mo ，1 、 Lr 、 1 A 式中： G 单位面积磨损量， k g m ； 混凝土试件原始质量， k g ； 试件原始质量， k g ； A试件磨损面积， A为0 0 1 2 5 m2 。 式( 1 ) 混凝土磨耗量越小表示耐磨度越高， 耐磨性能越好。 2 试验 结果及 分析 ( 1 ) 不同粗骨料混凝土掺矿渣微粉后力学性能试验结果及 分析。 对混凝土试件进行抗压抗折试验后， 结果如表 3 所示。 从表 3的结果可以看出， 无论是碎石混凝土还是卵石混 凝土， 随着矿渣微粉掺量的增加， 混凝土 7 d和 2 8 d的强度都 有所下降， 且混凝土试件抗折强度也有微降， 低于基准混凝土 的抗压抗折强度； 而在相同矿渣微粉掺量的情况下 ， 碎石混凝 土的抗压强度和抗折强度较卵石混凝土都大， 且 7 d的抗折强 度两种混凝土都基本大于 4 5 MP a ， 满足道路设计要求 ； 碎石 混凝土掺入矿渣微粉后的坍落度均高于基准混凝土 ， 但随着 矿渣微粉掺量的提高 ， 坍落度有降低的趋势 ， 而卵石混凝土掺 入矿渣微粉后脱落度均 比基准混凝土少 ， 且随着矿渣微粉掺 量的提高， 坍落度也有降低的趋势， 说明碎石混凝土中掺矿渣 微粉对混凝土的和易性有所提高， 而对卵石混凝土和易性没 有提高作用。 表 3 混凝土试件强度试验结果 ( 2 ) 骨料品种和不同掺量对掺矿渣微粉混凝土耐磨性能的 影响试验结果。 按照规范要求， 分别对掺有矿渣微粉碎石、 卵石 混凝土 的耐磨度进行测试 ， 结果如表 4所示 。 表 4 掺矿渣微 粉( 碎石 、 卵石 ) 混凝土磨 损量 G k g m 注 ： x代表空白组碎石混凝土 ， x 1 、 ) ( 2 、 x 3 代表矿渣微粉掺量为 2 0 、 3 0 、 4 0 ； Y代 表空 白组 卵石混凝土 ， Y1 、 Y2 、 Y3代表 矿渣微 粉 掺量为 2 0 、 3 0 、 4 0 。 皇 、 趣 龄 期 ， d 图 1 不同掺量碎石混凝土磨损量试验结果图 从表 4可以看出， 对于同一种骨料， 随着矿渣微粉掺量 的增加 ， 混凝土试件的耐磨性能都有升高的趋势 ， 且矿渣微 粉掺 的越多， 耐磨性能越好 ， 而当矿渣微粉掺量一定时 ， 碎石 混凝土和卵石混凝土在掺入矿渣微粉后 7 9 0 d的耐磨性能 都高于基准混凝土， 且 7 2 8 d时碎石混凝土和卵石混凝土耐磨 性能相差不大， 卵石混凝土稍微好于碎石混凝土， 而 2 8 d后 8 2 4 5 4 0 3 5 鬓 s o 2 5 2 8 9 0 龄期 ， d 图 2 不同掺量卵石混凝土磨损量试验结果图 碎石混凝土的耐磨性能明显优于卵石混凝土， 观察混凝土试 件表面磨损情况， 也发现对于耐磨性能较好混凝土存在着表 面起粉、 富含砂粒 ， 结构较为致密的情况 ， 这是由于矿渣微粉 的掺人可使新拌混凝土变得黏稠 ， 而卵石表面光滑 ， 在振捣 作用下容易挤开水泥浆 ， 从而比碎石混凝土的水泥浆分布均 匀 的原 因。 ( 3 ) 骨料粒径对掺矿渣微粉混凝土耐磨性能的影响试验 结果 。 表 5 不同骨料粒径混凝土磨 损量 G试验结果 k g m 从表 5可以看出， 随着骨料粒径的增加， 掺矿渣微粉混凝 土磨损量也随之升高， 耐磨度降低 ， 耐磨性能越差， 而在 7 d龄 期时现象最明显， 粒径为 2 0 l T l I l 1 时磨损量 7 d龄期最小达到 3 5 5 k g mz ， 而在 9 0 d后降低到 2 0 6 k g m 2 ， 说明小粒径骨料有 利于提高混凝土耐磨性能。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 吕 岜 、 删 辑 越 龄期 ， d 图 3 不 同骨料粒径混凝 土磨损量试验结果图 3结语 本研究从力学性能和耐磨性两方面研究了矿渣微粉对混 凝土的影响， 通过与不掺矿渣微粉的基准组相对 比， 得出的结 论主要如下： ( 1 ) 无论是碎石混凝土还是卵石混凝土， 随着矿渣微粉掺 量的增加， 混凝土 7 、 2 8 d的强度都有所下降， 且混凝土试件抗 折强度也有微降， 低于基准混凝土的抗压抗折强度； 而在相同 矿渣微粉掺量的情况下 ， 碎石混凝土的抗压强度和抗折强度较 卵石混凝土都大 ， 矿渣微粉能够提高混凝土的工作性能， 但对 力学性能提高帮助不大。 ( 2 ) 矿渣微粉的掺人能够提高混凝土的耐磨度 ， 随着矿渣 微粉掺量的增加 ， 碎石 、 卵石混凝土的耐磨性能均高于基准混 凝土， 而碎石混凝土和卵石混凝土耐磨度相差不大， 卵石混凝 土稍微好于碎石混凝土， 而 2 8 d 后碎石混凝土的耐磨性能明显 优于卵石混凝土。 c p c 9 矿渣微粉作为混凝土的活性矿物掺合料配制的矿渣微粉 混凝土， 具有 良好的和易性、 黏聚性 、 高抗渗和抗冻性 ， 经过大 量的试验研究， 反映出它对混凝土性能的改进和提高具有显著 的作用， 通过试验得到矿渣微粉混凝土的力学性能和耐磨性低 于基准混凝土， 但可以通过降低水灰比， 添加纤维、 降低砂率及 加强养护等可提高混凝土中后期抗磨耗能力 ， 达到路面混凝土 的设计要求， 比完全硅酸盐水泥混凝土在技术特性和应用效果 上更有优越性 。 参考文献 ： 1 】陈瑜， 张起森 掺粉煤灰道路混凝土耐磨性能的模糊综合评估【 J 建 筑材料学报， 2 0 0 4 ， 7 ( 2 ) ： 1 7 8 1 8 2 2 曾阳春， 郑克仁， 李益进矿物掺合料对道路混凝土耐磨性的影响及 机理 J 铁道科学与工程学报， 2 0 0 7 ， 4 ( 2 ) ： 5 9 6 2 【 3 赵庆新， 孙伟， 郑克仁， 等 水泥、 磨细矿渣、 粉煤灰颗粒弹性模量的 比较 J 】 圭 酸盐学报， 2 0 0 5 ， 3 3 ( 7 ) ： 8 3 7 8 4 1 【 4 俞然刚， 陈金平磨细矿渣微粉和预水化粉煤灰在混凝土中的应用叨 混凝土 ， 2 0 0 7 ( 3 ) ： 4 9 5 1 5 】曹文祥 ， 慕万奎 高耐磨性混凝土 J 黑龙江交通科技， 2 0 0 5 ， 2 8 ( 9 ) ： 2 2 6 】6 陈瑜， 张起森 掺粉煤灰道路混凝土耐磨性能的模糊综合评估 J 建 筑材料学报， 2 0 0 4 ， 7 ( 2 ) ： 1 7 8 1 8 2 作者简介： 魏明东( 1 9 9 1 一 ) ， 男， 学士。 联系地址： 厂四川省成都市双流县四川大学江安校区( 6 1 0 2 2 5 ) 联系电话 ： 1 5 6 8 0 8 1 5 6 2 5 墓匿 翟田 龙 象共 舞： 优 势互 补 。协同效应显现 三一收购大象时， 业内人士分析， “ 全球最大的混凝土机械制造商” 与“ 全球混凝土机械第一品牌” 的品牌叠加效应 ， 必将实现 “ 1 + 1 2 ” 的协同、 快速、 健康发展。而如今， 三一与大象的合作带来的协同和互补效应已经开始显现。 合作有力提升销售业绩 4月 1 7日， 三一收购大象正式完成交割。此后， 大象 C E O诺伯特 肖毅及其德国团队， 开始了对中国以外全球混凝土机械业务 的整合， 并与三一共同发展中国市场。十天后， 也就是在 4月 2 8日泵送事业部“ 龙象共舞” 全球巡展的山西站， 大象首次精心挑选出 它的明星产品参加三一巡展。此后便一直以“ 家族成员” 的身份陪伴三一辗转各省。 “ 全球最大混凝土机械制造商” 与“ 全球混凝土机械第一品牌” 相结合的魅力 ， 吸引了大量客户慕名前来 ， 各种产品组合以及最 前沿的尖端科技激起了客户的购买欲望。 山东站 ， 客户李先生说： “ 买了三一产品以后 ， 感觉三一的品质和服务确实是一流的。特别是这次三一收购大象之后， 能够共享 大象的技术 ， 我对三一更加充满信心。” 巡展现场， 李先生又订购了 2台三一 4 2 n l 泵车。 吉林站 ， 长春新星宇商品砼有限公司拥有多台三一设备 ， 公司负责人吕玉杰表示， 大象有 5 4年的历史， 在世界泵车领域建立了 领先的品质、 技术和国际化销售体系。而三一在国内市场处于龙头地位 ， 在研发、 制造 、 服务等领域更是确立了全球行业领先地位。 购买三一设备让他的公司发展壮大。他十分期待未来充分融合三一和大象顶级技术、 制造工艺与优质服务的产品面世。 据三一重工董事、 泵送事业部董事长梁林河介绍， 目前， 三一与大象在营销、 研发、 商务方面的资源整合已基本完成 ， 人员交流、 资源共享方面的融合也在稳步推进中。 海口开征混凝土粉尘排污费 0 海南省海口市近E t 通过摸底调查、 企业申报、 现场审核稽查等方式 ， 对海 口市区的混凝土搅拌企业开征粉尘排污费， 做到足额、 公平 、 公正征收 。 经过调查， 海口市目前现有混凝土搅拌企业 2 4家， 生产过程中产生的粉尘影响了大气环境空气质量。按照有关条例规定， 海口 市环境监察局开始向各混凝土搅拌企业征收粉尘排污费。 排污费征收标准根据排污系数、 污染物排放量等确定。同时， 海口市环境监察局将通过现场核查混凝土企业在生产过程中是否 采用除尘设施确定污染当量。目前已完成海12 1 市琼山辖区两家混凝土搅拌站排污费征收工作。 海V I 市环境监察局有关负责人表示 ， 下一步将进一步扩大征收面， 全面开展全市混凝土搅拌站的排污费征收工作。 83 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m