低温下复合掺合料对混凝土性能的影响.pdf

隋 吴 ： 低温下复合掺合料对混凝土性能的影响 低温 下复合掺合料对 混凝 土性能的影响 隋吴 ( 哈尔滨建筑研究设计院 。 哈尔滨1 5 0 0 8 0) 【 摘要】 双掺粉煤灰和硅灰给混凝土带来许多优异性， 可以取代部分水泥带来经济性的同时， 又改善了混 凝土内部的结构 ， 并以更大的比表面积来填充混凝土内部孔隙， 改善新拌混凝土和易性， 混凝土的后期粉煤灰与 硅灰的二次水化 ， 使得后期强度明显提高。 【 关键词】 粉煤灰； 硅灰； 低温； 混凝土； 强度 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 4 1 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 5 0 0 1 1 0 2 粉煤灰， 是从煤燃烧后的烟气 中收捕下来的细 灰， 粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。粉煤灰 是我国当前排量较大的工业废渣之一。微硅粉也叫 硅灰或称凝聚硅 灰， 是铁合金在冶炼硅铁和工业硅 ( 金属硅 ) 时 ， 矿 热 电炉 内产 生 出大 量挥 发 性很 强 的 S i O 和 s i 气体， 气体排放后与空气迅速氧化冷凝沉淀 而成。它是大工业冶炼中的副产物。对于粉煤灰与 硅灰掺人混凝土( 常温下) 的实际应用的技术已经十 分成熟 ， 但是用于低温下的混凝土还十分稀少， 因此 笔者通过以下试验分析低温下复合掺合料对混凝土 强度 的影 响。 1 原材料设备及试验方案 1 1 原材料 ( 1 ) 水泥 ： 采用亚泰水泥 P 0 4 2 5 。 ( 2 ) 水 ： 采用 自来水 。 ( 3 ) 粗 骨 料 ： 阿 城 碎 石 ， 连 续 级 配 ， 粒 径 5 2 0 mmo ( 4 ) 细集料 ： 阿城 中砂 ， 细度模数为 2 6 ， 含泥量 低 于 1 9。 ( 5 ) 矿物掺合料 ： 粉煤灰： 采用 I 级粉煤灰； 硅灰 ： 白色粉末 ， 含水率 0 5 ， 氧化钙含量 4 5 。 ( 6 ) 早强外加剂： 选用 复配外加剂 ， 其 中以减 水 、 引气和早强 为主要成分 的 ， 型号 ： S N J I。 1 2试验 方法 采取不同掺 量 的硅 灰和粉 煤 灰配 制不 同组分 的 混凝 土 ， 采 用低 温为 养护 条件 ， 检 测上 述混 凝土 的强 度发展规律 ， 抗 冻临界强度值 。 1 2 1 混凝 土配合 比 采取定 量外加剂 ， 调整硅 灰和 粉煤灰 的掺量进 行 配制。混凝 土 C 4 5配合 比见表 1 ， 表 2 。 1 2 2 养护条件 在温度 2 0土 2 ， 湿 度 9 5 的环境 中预 养护混 凝 土试件 4 h后 ， 再放到冰箱 内恒低 温 一 l 0养护。 1 2 3强度测定 表 1 C 4 5基准混凝土配合比 k g n l 一 编号 粉煤灰 硅灰 外加剂 3 4 6 ，l 0 1 4 1 6 1 _ 0 1 5 2 0 4 O 5 0 6 O 1 5 1 5 1 5 1 5 1 5 1 5 测试低温养护龄期为3 、 7和 2 8 d 、 低温转正温(一 7+7 ) d时各取一组试压， 检测混凝土抗压强度及质 量损失 。 1 2 4 抗冻临界强度测定 当掺入不同掺量粉煤灰的混凝土试件成型后在 标准养护 室预先养护 4 h， 放人温 度保持 一 1 0 c I = 的环 境中养护， 并在混凝土表面覆盖养护物品， 检测抗冻 临界强度值。 2试验 结果及分析 2 1 不 同掺量矿物掺合 料在低 温养护 条件下对 混凝 土强度发展的影响 醚 蕊 承 瓣 删 略 掺合料掺量， 图 1 掺合料掺量一 强度一 质量损失率 当复掺不 同矿物掺合 料的混 凝土 ， 在 低温 条件下 1 2 低温建筑技术 2 0 1 3年第 5期 ( 总第 1 7 9期) 掺复配外加剂 ， 混凝 土强度 发展趋势及质 量损 失如 图 1所示。 图 1 表 明 ， 在 低温养护条件下 ， 随着复合掺合料 的 掺量增加 ， 混凝土随龄期增加强度不断降低， 同时质 量损失率降低 ， 复合掺合料的掺量低时的混凝土早期 强度发展 比基准混凝土的慢， 但是强度基本可以满足 冬期施 工要 求 。 从表 3看出(一7 + 7 ) d的混凝土抗压强 度可满 足设计强度要求 ， 并在 2 8 d后的抗压强度逐渐赶上甚 至超过不 掺 复合 掺合 料 的混凝 土 的强 度。 当同时 掺 入 1 O粉煤灰和4硅灰的混凝土强度， 在低温下强 度的增长都很好， 7 d 强度达到设计强度的7 2 ， 低温 7 d转正 温 7 d强 度达到设计强度 1 1 0 。 表 3 各龄期抗压强度 M P a 试验结果证明， 若只掺少量掺合料时因为早期水 化缓慢， 使得混凝土强度增长缓慢， 且影响并不明显， 而且 因为掺合料的、 微颗粒特性， 较低掺量使得混凝 土孔 隙细 化 ， 孔 洞分布均 匀 ， 形 成规律 的 内部结构 ， 混 凝 土密实度提高 ， 增强混凝 土在低 温条件下 的抗冻 能 力 ， 致 使混凝土前期强 度能够稳 定发展 。但复合 掺合 料掺量不能过高， 粉煤灰掺量为 1 0 一1 4 的掺量， 硅灰掺量一般 不超 过 4 较 为适 宜 ， 硅灰 前期 不参 加 水化 ， 当它受水 泥水化后 的产物中得氢 氧化 钙激发 后 二次水化 使 得 混凝 土强 度大 幅度 增加 。而双 掺粉 煤 灰 和硅 灰 时 ， 两 者互 补 ， 使得 两者 能够更 有 效发 挥填 充效 应和 微集 料特 性 ， 结 构更加 密实 ， 尤其 是 降低 了 有害孔 的比率 ， 从而增强 了混凝土的抗 冻能力 。 2 2低温下掺合料对混凝土抗冻 临界强 度的影响 抗冻 临界 强 度是 实 际施工 中混 凝 土抵 抗早 期 抵 抗冻胀 的重要 技术指标 ， 笔 者测试 了掺入不 同掺 量掺 合料 混凝土 的抗冻 临界 强 度与达 到该 强 度 的抗 冻临 界龄期 。各龄期抗压强度如表 4 。 从表 4看 出， 在低温养护条 件下 ， C 4 5混凝 土粉煤 灰掺量在 1 0 ( 超量取代水泥) 以内， 硅灰掺量在 4 ( 等量取代水泥 ) 以内时， 随着矿物掺合料掺量的增 加 ， 抗 冻 临界 强度 变化并 不 是很大 ， 并且 与基 准混 凝 土相 比较 ， 抗 冻临界 强度值 和抗冻临 界龄期 变化也 不 大 ， 但 是 当 同时掺 入超 过此 剂量硅 灰 与粉煤 灰 时 ， 混 凝土抗冻临界强度值与抗冻临界龄期有所降低。 表 4 各龄期抗压强度 M P a 3结语 ( 1 ) 在低温条件下， 在掺人适量的掺合料与复 合外加剂的混凝土， 抗压强度能稳定变化。当混凝土 中粉煤灰掺 量达 到 1 0 和硅 灰掺 量达 到 4 时 ， 7 d 的抗压强度达 到设计 强度 的 7 2 ， 低温 7 d转正温 7 d 强度达到设计强度 1 1 0 ， 并且质量损失率不大。 ( 2 ) 在低温条件下 ， 当掺入粉煤灰的量为 1 0 和硅灰的掺量为4 时 ， 效果最好。超过此掺量时， 混 凝土强度变化较大 。 ( 3 ) 掺合 料掺 量适 当的混凝 土 ， 低 温条 件下抗 冻临界强度均满足规范要 求。 参考文献 1 王福 元 粉 煤 灰 利 用 手 册 M 北 京 ： 中 国 电力 出版 社 ， 2 0 0 4： 1 2 吴 正直 粉煤灰房建材 料的开发 与应 用 M 北京 ： 中国建材 工业出版社 ， 2 0 0 3： 1 3 韩怀强 ， 蒋挺大 粉煤 灰利 用技 术 M 北 京 ： 化学 工业 出版 社 ， 2 0 0 1 ： 1 4 G B T 1 5 9 62 0 0 5， 用于水泥和混凝土中的粉煤灰 s 5 G B T 2 7 6 9 02 0 1 1 ， 砂浆和混凝土用硅灰 S 6 李理， 杨万斌 ， 刘茉莉 硅 灰对混凝 土抗冻性能影响 的试 验研 究 J 河北省科学 院学 报 ， 2 0 1 2 ， ( 2) 7 魏铮 ， 蔡 良才 ， 付亚伟 硅灰 自密实高性能道 面混凝 土性能研 究 J 建筑技术 ， 2 0 1 l ， ( 2 ) 8 钟白茜， 杨南如 硅灰对 B c 2 s 水化性能的影响 J 上海建 材学院学报 ， 1 9 8 9 ， ( 1 ) 9 张笑 ， 杨松 霖， 刁波 ， 张茜 ， 李妍 硅灰 和超 塑化剂掺量对 高性 能混凝土强度及流动性的影响 J 建筑结构学报 ， 2 0 0 9 ， s 2 1 O 刘可心 ， 李进辉 ， 屠柳青 ， 张 国志， 孙砚红 硅灰对混凝 土开裂 敏感性的影 响 J 施工技术 ， 2 0 0 9， s 2 1 1 何 峰 ， 杨 军 平 ， 马 淑 芬硅 灰 掺 量 对 活 性 粉 末 混 凝 土 ( R P C 2 0 0 ) 性能 的影响 J 桂林工学院学报 ， 2 0 0 7 ， ( 1 ) 收稿 日期 2 0 1 2一l 22 7 作者简介 隋吴( 1 9 7 8一) ， 男 ， 黑 龙江望奎人 工程师 ， 从 事建筑材料检测工作 。