功能组分在自密实混凝土中的应用.pdf

宋晓冉等： 功能组分在自密实混凝土中的应用 功能组分在 自密实混凝土中的应用 宋晓冉 ， 李秋义 ， 王坤 ， 秦原 ， 徐洪庆 ( 1 青岛理工大学 土木3 - 程学院， 山东青岛2 6 6 0 3 3 ； 2 山东省胶东调水局青岛分局。 山东青岛2 6 6 0 6 1 ) 【 摘要】 为了改善粉煤灰 自 密实混凝土的性能， 本文通过试验研究了 自制功能组分对粉煤灰 白密实混凝 土工作性、 抗压强度和抗碳化性能的影响。结果表明， 在满足相同工作性的条件下， 掺人两种功能组分可以降低 粉煤灰白密实混凝土的用水量， 并提高混凝土早期强度和抗碳化能力。 【 关键词】 自 密实混凝土； 功能组分； 工作性 ； 抗碳化性能 【 中图分类号】 T U 5 2 8 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 1 ) 0 4 0 0 2 3 04 肿ECT oF FUNCTI oNAL CoM口 E ONENT S oN THE S ELF COMPACr 】 NG F LY- AS H CoNC RETE S O N G X i a o r a n ， L I Q i u y i ， WA N G K u n ， Q I N Y u a n ， X U H o n g q i n g ( 1 S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g ，Q i n g d a o T e c h n o l o g i c a l U n i v e ， S h a n d o n g Q i n g d a o 2 6 6 0 3 3 ， C h i n a ； 2 S h a n d o n g Q i n g d a o J i a o d o n g D i v e r s i o n B u r e a u ， S h a n d o n g Q i n g d a o 2 6 6 0 6 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： F o r t h e p u r p o s e o f i mp r o v i n g t h e p e r f o r ma n c e o f t h e s e l f - c o mp a c t i n g fl y - a s h c o n c r e t e， thi s p a p e r s t u d i e s t h e e f f e c t s o f h o me ma d e f u n c t i o n a l c o mp o n e n t s o n i t s w o r k a b i l i t y ，c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a n d c a r b o n a t i o n r e s i s t a n c e T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t mi x i n g t wo f u n c t i o n c o mp o n e n ts c a n l d u c e w a t e r c o n s u mp t i o n ，i mp rov e e a r l y s t r e ng th a nd c a r b o n a t i o n a bi l i t y o f the c o n c r e t e Ke y wo r d s ： s e c o mp a c t i n g c o n c r e t e ；f u n c t i o n a l c o mp o n e n t s ；wo r k a b i l i t y ；c a r b o n a t i o n r e s i s t a n c e 自密实混凝土也称免振捣或 自流平混凝土 ( s e l f c o m p a c t i n g c o n c r e t e 简称 S C C ) 。由于其具有高流动 度， 在不振捣的情况下也能密实地充填模型， 不离析、 不泌水， 并兼有 良好的力学性能和耐久性能， 因此它的 开发与应用对建筑业和社会经济的发展具有重要意 义， 是混凝土技术发展的一个重要方 向 。 矿物掺合料是 自密实混凝土胶凝材料体 系的重 要组成部分， 其中粉煤灰的应用最为普遍。大掺量粉 煤灰 自密实混凝 土在成型时往往存在粉煤灰上浮产 生浮浆、 混凝土早期强度发展缓慢等问题 。为 了 改善粉煤灰 白密实混凝土的性能， 本文通过试验研究 了 自制功能组分对粉煤灰 自密实混凝土工作性、 抗压 强度和抗碳化性能的影响。 1 原材料 水泥： 山水水泥厂生产的 P I 5 2 5硅酸盐水泥。 粉煤灰： 青岛四方电厂生产的 级灰。功能组分： 组分 I： 自主研发的高活性超 细微粉 ； 组分 I I ： 自主研发 的 高活性超细微粉与某激发剂的复合。粗骨料： 崂山产 5 2 0 m m连续级 配 的玄武 岩 碎石 ， 堆 积密 度 1 4 1 5 k g m ， 表观密度 2 5 9 3 k g m ， 符合 J G J 5 22 0 0 6的要求。 细骨料： 细度模数为2 4的河砂， 含泥量 0 7 6 ， 堆积 密度 1 4 2 0 k g m ， 表观密度 2 6 2 0 k g m 。外加剂： 山东建 科院产聚羧酸高效减水剂， 减水率3 O 。水 ： 自来水。 2 配合比设计和试验方法 根据自密实混凝土应用技术规程 标准， 试验 中胶凝材料用量为 4 5 0 、 5 0 0 、 5 5 0 k g m 。砂率控制在 5 0 左右， 减水剂掺量为胶凝材料用量的 1 5 。通 过调整用水量， 控制坍落度在 2 7 0 m m左右， 同时测试 自密实混凝土的坍落扩展度、 L型仪、 T 卯 及表观密度。 抗压强度测试试块 3 d 、 7 d 、 2 8 d 、 5 6 d强度 ， 抗碳化性能 测试试块 1 4 d 、 2 8 d 碳化深度。 3试验结果及分析 3 1 功能组分对粉煤灰 白密实混凝土用水量的影响 由表 1可以看到， 在三种胶凝材料体系中， 当控制 混凝土坍落度在 2 7 0 m m左右时， 自密实混凝土的坍落 扩展度、 T 时间等性能指标均满足应用技术规程中的 要求。由图 1可 以看 到， 当控制 混凝 土坍 落度 在 2 7 0 ra m左右时， 掺加功能组分可以降低粉煤灰 自密实 混凝土的用水量。当胶凝材料用量较少时， 功能组分 的掺人能够增加浆体的剪切强度 ， 减水作用显著。在 两种功能组分中， 组分 I 的减水作用更明显。 3 2 功能组分对粉煤灰自密实混凝土抗压强度的影响 2 4 低温建筑技术 2 0 1 1 年第 4 期( 总第 1 5 4期) 表 1 ( b ) 粉煤灰自密实混凝土工作性( 胶凝材料5 0 0 k g- m ) 表 1 ( c ) 粉煤灰 自密实- I- - r 作性( 胶凝材料5 5 0 k g m ) 由图 2 可以看到， 自密实粉煤灰混凝土中掺加功 能组分 ， 可以提高 自密实混凝土的强度 ， 并且随着粉煤 灰掺量的增加， 强度提高越显著。 当胶凝材料用量为 4 5 0 k g m 时， 掺人功能组分 I 后， 混凝土 2 8 d强度在单掺 3 0 粉煤灰基础上提高了 1 4 ， 在单掺 4 0 粉煤灰基础上提高了 1 5 ， 在单掺 5 0 粉煤灰基础上提高了 3 6 ； 掺人功能组分 后， 混凝土 2 8 d强度在单掺 3 0 粉煤灰基础 上提高 了 2 5 ， 在单掺 4 0 粉煤灰基础上提高了 1 8 ， 在单掺 5 0 粉煤灰基础上提高了4 8 。这与低胶凝材料用 量时， 功能组分的显著减水作用有关。此外 ， 功能组分 中含有的高活性成分可 以和水泥水化过程中产生的 游离石灰及高碱性水化硅酸钙产生二次反应， 生成强 度更高、 稳定性更优的低碱性水化硅酸钙 ， 从而改善 宋晓冉等： 功能纽分在自密实混凝土中的应用 了水化胶凝物质的组成并消除了游离石灰 ， 提高了混 善作用 比功能组分 I 更为明显。 凝土的强度。其中功能组分 I I 对混凝 土强度的改 量 蒌185 I 臻 180 1 疆 190 1 表2 粉煤灰系列自密实混凝土抗压强度 M P a 胶凝材料用量4 5 0 k g m 掺合料掺置， 掺合料掺量， 一F A F A + 功能组分 I F A + 功能组分 图2 功能组分对粉煤灰 自密实混凝土2 8 d 强度的影响 随着胶凝材料用量的增加， 功能组分 I和 对粉 煤灰 自密实混凝土 2 8 d抗压强度的提高作用逐渐减 弱。这与大胶凝材料用量时， 两种功能组分减水效果 降低有关。 3 3 功能组分对粉煤灰 自密实混凝土抗碳化性能的 影 响 由表 3可以看到， 功能组分可以明显改善粉煤灰 自密实混凝土的抗碳化性能。在三种胶凝材料用量 下 ， 当掺合料掺量为 3 0 时， 掺加功能组分 I、 功能组 分 ， 可以显著改善混凝土的抗碳化性能， 其 1 4 d 、 2 8 d 碳化深度全部为零； 当掺合料掺量较大时 ， 掺加功能组 分的自密实混凝土开始有一定的碳化深度 ， 但与单掺 胶 6 0 5 0 4 0 3 O 2 O l 0 0 凝材料用量5 5 0 k m 3 0 4 0 5 O 掺合料掺量， 粉煤灰时的混凝土碳化深度相 比显著降低。其中功能 组分 对混凝土抗碳化性能的改善作用更明显。 4结语 ( 1 ) 相同坍落度时， 掺入两种功能组分可以降 低粉煤灰 白密实混凝土的用水量， 其中功能组分 I的 减水作用更明显。 ( 2 ) 掺人两种功能组分能够有效提高混凝土的 3 d 、 7 d 强度 ； 低胶凝材料用量时， 对 2 8 d强度也有明显 提高作用。 ( 3 ) 掺加两种功能组分， 可以明显减小粉煤灰 白密实混凝土的碳化深度。当掺合料掺量为 3 0 时， 其对 自密实混凝土抗碳化性能的提高更为显著。其中 善越鞲趟 日 善 髓瞬出 善 骶幽 2 6 低温建筑技术 2 0 1 1 年第4期( 总第 1 5 4期) 棉花秸秆砖研制及其力学性能研究 刘健 ， 刘晓娟 ， 冯勇 ， 陈国新 ( 新疆农业大学水利与土木工程学院。 新疆乌鲁木齐8 3 0 0 5 2 ) 【 摘要】 分析新疆地区棉花作物剩余物利用的现状， 将棉花秸秆作为原料， 制作加工成一定规格尺寸的棉 花秸秆砖 ， 并对其进行力学性能试验研究， 得到其受力性能变化情况。棉花秸秆砖的研制能使新疆地区棉花作物 剩余物得到有效利用， 其制作工艺也可为广大棉花产区开发新型墙体材料提供理论参考依据。 【 关键词】 棉花秸杆； 棉花秸杆砖 ； 压缩 ； 墙体 【 中图分类号l T U 5 2 2 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 1 ) o 4 0 0 2 6 - 0 2 1 新疆 丰富的棉花秸秆 资源以及利用现状 新疆是我国棉花生产 的主要基地， 每年产生大量 棉花秸秆。2 0 0 7年新疆棉花种植 面积 2 5 7 0万亩， 棉 花产量为2 7 0万 t ， 棉花秸秆产量为 1 0 0 0余万 t 。目 前 ， 在新疆处理棉花秸秆的方法主要有两种 ： 一是直接 焚烧 ， 焚烧棉花秸秆会产生大量的烟气， 生态环境造成 破坏而且热效率低。二是就地掩埋， 棉花秸秆较粗， 纤 维密实加之新疆产棉区气候干燥掩埋后难 以腐蚀 ， 不 能及时变为肥料， 并且多次掩埋会增加土壤的负担， 使 土壤的肥力下降。合理开发利用新疆 的棉花秸秆资 源， 促进新疆农村经济发展 ， 成为当前亟待解决的重要 问题 引。 2 棉花秸秆砖的制作工艺研究 2 1 棉花秸秆的干燥方式 试验棉秆选取的是石河子 1 2 1团场的棉花秸秆。 新疆气候属典型的大陆性干旱气候， 昼夜温差大， 南疆 干旱 ， 光照长， 少雨 ， 年降水量仅 2 01 0 0 m m， 而北疆 却达 1 0 05 0 0 m m。在室外 自然环境条件下 ， 对棉花 秸秆进行干燥处理 ， 要防止雨淋， 及时翻晒避免霉烂， 利用 日照和风力的作用 ， 使棉秆达到干燥状态， 要求干 燥时间至少在 6个月以上。 2 2 棉花秸秆草砖的制作工艺 棉花秸秆在其生长过程和棉花采摘过程中， 会残 留一些棉桃和枯萎的棉叶， 也会缠绕上一些杂质如编 织带等 】 ， 因此在试验前需要对采集到的棉花秸秆进 行人工清除工作， 并将棉花秸秆边枝进行修正， 以满足 试验要求。棉花秸秆经处理后， 按一定的方式摆放进 钢板焊制的模具中， 利用压力机将秸秆挤密压实。用 2 0 2 2号镀锌铁丝将秸秆进行绑扎H 】 ， 制成一定规格 尺寸的草砖 。 基金项目】 新疆自然科学基金( 2 0 1 1 A 1 5 ) ； 新疆水利水电工程重点学科基金项目 功能组分 对混凝土抗碳化性能的改善作用更明显。 表3 粉煤灰系列自密实混凝土碳化深度 m m 参考文献 1 冯乃谦， 邢锋 高性能混凝土技术 M 北京： 原子能出版社， 2 0 0 0 2 叶燕华， 陈丽华， 杜艳静， 等 高效减水剂和增黏剂对自密实混 凝土性能的影响 J 混凝土， 2 0 0 8 ， ( 6 ) ： 6 4 6 7 3 张秋生 自 密实混凝土综述 J 福建建筑 ， 2 0 0 9 ， ( 5 ) ： 5 3 5 5 4 田倩 白密实高性能混凝土矿物外掺料 J 混凝土与水泥制 品， 2 0 0 0， ( 5 )： 1 82 O 5 刘成刚 粉煤灰对自 密实混凝土性能影响的研究 J 山西建 筑 ， 2 0 0 8 ， ( 6) ： 1 7 l 一1 7 2 6 C E C S 2 0 3 ： 2 0 0 6 ， 白密实混凝土应用技术规程 S 收稿 日 期 2 0 1 0一 l 2 0 8 作者简介 宋晓冉( 1 9 8 4 一 ) ， 女， 山东泰安人， 硕士， 研究方 向： 港 口工程 。