微珠在C70自密实混凝土中的应用.pdf

2 0 1 4年第 6期 ( 第 4 2卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No ． 6． 2 01 4 ( T o t a l N o ． 4 2 ) 文章编号： 1 0 0 7— 7 5 9 6 ( 2 0 1 4 ) 0 6— 0 0 0 8— 0 2 微珠在 C 7 0自密实混凝土 中的应用 祁春媛 ， 樊林 生 ， 任小杰 ( 1 ．佳木斯市水务局， 黑龙江 佳木斯 1 5 4 0 0 2 ； 2 ．天津 市水务局 ， 天津 3 0 0 0 7 4 ； 3 ．天津市蓟县水务局 ， 沙北 蓟县 3 0 1 9 0 0 ) 摘要 ： 随着建筑行业的发展 ， 对混凝土提出了更高的要求 ， 高标号 自密实混凝土在工程中的 应用 日趋广泛。作为活性掺合料 ， 硅灰存在收缩率大、 价格高等问题。文章研究了超细粉煤灰 一 微珠替代硅灰加入 C 7 0自密实混凝土对工作性和强度的影响规律。 关键词 ： 自密实混凝土； 微珠； 工作性 ； 强度； 抗渗性 中图分类号： T U 5 2 8 文献标识码： B App l i c a tio n o f Be a d i n C7 0 S e l f - c o mp a c ting Co n c r e t e Q 1 C h u n ． y u a n ； F A N Hn — s h e n g a n d R E N X i a o ~ i e ( 1 ． H e i l o n g j i a n g P r o v i n c e J i mu s i C i t y Wa t e r C o n s e r v a n c y B u r e a u ， J i a m u s i 1 5 4 0 0 2 ， C h i n a ； 2 ． T i a n j i n C i t y Wa t e r C o n s e r v a n c y B u r e a u ， T i anj i n 3 0 0 0 7 4， C h i n a ； 3 ． T i a n j i n C i t y J i C o u n t y Wa t e r C o n s e r v a n c y B u r e a u ， J i C o u n ty 3 0 1 9 0 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： W i t h t he de v e l o p me n t o f c o n s t r uc t i o n i n d u s t r y， h i g h e r r e q u e s t f o r c o n c r e t e i s pu t f o r wa r d， h i g h g r a d e s e l f—c o mp a c t i n g c o n c r e t e i n e n g i n e e ri n g a p p l i c a t i o n i s mo r e a n d mo r e w i d e l y u s e d ． As a n a c t i v e a d mi x t u r e， s i l i c a f u me h a s h i g h s h r i n k a g e r a t e a n d p ri c e ． T h i s p a p e r ma i n l y s t u d i e s t h e wo r k a b i l i t y a n d i n flu e n c e l a w f o r s t r e n g t h o f u l t r a fin e fly a s h— b e a ds t o r e pl a c e t h e s i l i c a fume o n c o n c r e t e． Ke y wo r d s： s e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e t e ； b e a d； w o r k a b i l i t y； s t r e n gth； i mp e r me a b i l i t y O 前言 微珠是根据 粉煤灰 的矿物组成和理化特性 ， 采 用干法或湿法分选工艺制备的非碳物质。与常规粉 煤灰相 比， 由于其颗粒小 ， 比表面积大 ， 含 未燃 尽碳 极少 ， 结构多为微小光滑的玻璃球 ， 所 以具有水硬胶 凝性能 ， 可 以改善混凝土 的工作性 ， 减少泌水 、 离析 等不良现象； 同时减少单方用水量， 增强混凝土的强 度和抗渗性 。 本文主要介绍微珠用 于 C 7 0自密实混凝土 ， 对 其工作性和强度 的影 响， 从而为工程上应用微珠 配 置高性能混凝土提供参考 。 1 试验 用原 材料 1 ． 1 水泥 选用河北唐 山冀东 P 0 4 2 ． 5水泥 ， 各项物理力学 性能指标见表 1 。 表 1 水泥物理力学性能指标 1 ． 2 粉煤灰 选用北疆电厂 I 级粉煤灰 ， 检测结果见表 2 。 [ 收稿 日期] 2 0 1 3— 0 2— 2 1 [ 作者简介] 祁春媛 ( 1 9 8 1一) ， 女 ， 黑龙 江呼兰人 ， 工程 师； 樊林生( 1 9 7 6一) ， 男， 黑龙江方正人 ， 高级工程 师； 任 小杰( 1 9 8 1 一) ， 男， 天津蓟县人 ， 助理工程师。 一 8 一 祁春嫒， 等： 微珠在 C 7 0自密实混凝土中的应用 第 6期 表 2 粉煤灰的检测结果 1 2 ％ ， 制作胶砂试件 ， 2 8 d 抗压强度为4 0 ． 8 MP a 。 1 ． 3 矿粉 选用河北唐 山特 种水泥厂 $ 9 5级矿粉 ， 检测结 果见 表 3 。 表 3 矿粉各项性能指标 1 ． 4 碎石 碎石为河北玉 田 5 _ _ 2 5连续级 配 ， 各项性 能指 标见表 4 。 表 4 碎石性能指标 1 ． 5 砂 砂为石家庄 的河砂 ， 所 用砂石经检 测均为非活 性集料 ， 各项性能指标见表 5 。 表 5 河砂性能指标 1 ． 6 外加剂 采用博特聚羧酸高效减水剂 ， 固含量为 2 5 ％， 与 水泥适应性 良好 ， 具体结果见表 6 。 表 6 外加剂各项性能指标 1 ． 7 微珠 选用大沽化微珠 ， 检测结果如表 7 。 表 7 微珠的检测结果 2 配合 比设计 2 ． 1 计算水胶 比 f c ．o=1 ． 1 S f o ． = 8 0 ． 5 MP a ( 1 ) 根据文献显示 的各种掺合料在高标号 自密实混 凝土中胶凝材料 的合理 比例 ， 按照粉煤灰 2 0 ％ ， 矿粉 W／ B =,~ J b ／ ( f c ． 0+ 。 )=0 ． 2 5 5 ) ( 2 ) 2 ． 2 计算用水量 和各胶凝材料用量 按照M e h t a 和 A i t c i n 教授的假定⋯， 在高性能混凝 土中浆体和骨料的体积比为3 ： 1 ， 假设含气量为3 ％。 V w=3 2 0+[ 1十0 ． 3 3 5 ／W ／ B]=1 4 3 k ~m ( 3 ) 2 ． 3 计算砂率 = ( 一 + ) p s ／ [ ( s一 + ) P s +( 1 0 0 0一 E s — w ) p G ] 假设 P s=P G= 2 ． 7 g ／ e m 卢 s= ( 嬲 一 + ) ／ ( 1 0 0 0一 )x 1 0 0 ％ = Vs ／ 6 2 0= 3 4 ． 3 ％ ( 4 ) 综上 ， 计算得出基准配合 比见表 8 。 表 8 C 7 0自密实混凝土的设计配合比 经过试验验证 ， 调整后的配合 比见表 9 。 表 9 C 7 0自密实混凝土的基准配合比 3 微珠对 C 7 0自密实混凝土的影响 在基准配合 比的基础上， 用微珠以不同的取代 量取代硅灰 ， 再增加微珠 的用量取代部分粉煤灰 ， 研 究微珠用量对 C 7 0自密实混凝土工作性和强度 的影 响规律。配合比见表 1 0 ， 试验结果见表 1 1 。 表 1 0 微珠试验的配合 比设计 ( 下转第 1 9页) 一 9 一 李紫桥， 等 ： 泥河水库的甲烷排放特征及其影响因子 第 6 期 与甲烷通量之 间存在 正相关关 系 ， 本研究也 发现泥 河水库的叶绿索 与 甲烷 通量 之间呈显 著正相 关关 系 ， 说 明夏季藻类 的高生物量可 为产 甲烷细菌提供 大量的有机质作为底物 ， 进而促进甲烷的大量排放。 泥河水库 甲烷通量与 T N呈显著正相关关系 ， 这 主要是 由于水体中 T N的增加 ， 会加速水 中 D O的消 耗并促进底质中的厌氧分解， 最终导致水体向大气 排放 的 甲烷增加 。H u t t u n e n等也发现 ， 以农 田为集 水区的富营养化湖泊， 其敞水区的甲烷排放显著高 于寡营养湖泊和中营养池塘。 参考文献 ： [ 1 ] 黄璞棉 ， 于洪贤， 柴龙会， 等． 扎龙芦苇湿地生长季的甲烷 排放通量[ J ] ． 应用生态学报， 2 0 1 1 ， 2 2 ( 0 5 ) ： 1 2 1 9—1 2 2 4 ． [ 2 ] 杨妍， 刘丛强， 吴攀， 等． 猫跳河流域梯级开发水库夏季甲 烷排放研究[ J ] ． 贵州水力发电， 2 0 0 9 ， 2 3 ( 0 3 ) ： 1 2—1 6 ． c 3 ] 杨萌， 李红丽， 雷霆， 等 ．北京密云水库甲烷排放通量时 空特征及其影响因素研究[ J ] ．湿地科学 ， 2 0 1 1 ， 9( 0 2 ) ： 1 91—1 97 ． [ 4 ] 王跃思， 王迎红 ．中国陆地和淡水湖泊与大气间碳交换 观测[ M] ． 北京 ： 科学出版社 ， 2 0 0 8 ： 1 1 5 ． [ 5 ] 黄璞袜 ， 于洪贤， 马成学， 等 ．扎龙湿地 5月份水 一气界 面 C 0 2通量研究[ J ] ．东j E 林业大学学报， 2 0 0 9 ， 3 7 ( 9 ) ： 91—9 4． [ 6 ] 陈永根， 李香华 ， 胡志新， 等 ．中国八大湖冬季水 一气界 面 C 0 2通量[ J ] ． 生态环境， 2 0 0 6 ， 1 5 ( 4 ) ： 6 6 5— 6 6 9 ． [ 7 ] 张发兵， 胡维平 ， 杨龙元 ．太湖春季水 一气界面碳通量 E t 变化观测研究[ J ] ．生态环境 ， 2 0 0 4， 1 3 ( 2 ) ： 1 8 6—1 9 0 ． [ 8 ] 邹建文 ， 黄耀， 宗 良纲， 等 ．稻田C 0 2 、 C H 4和 N 2 0排放及 其影响因素[ J ] ．环境科学学报， 2 0 0 3 ， 2 3 ( 6 ) ： 7 5 8— 7 6 4 ． ( 上接第 9页) 表 1 1 微珠试验的结果 通过表 1 1的结果可知 ， 使用微珠取代硅灰 ， 随着 取代量的增加， 外加剂的掺量逐渐降低， 主要原因是 硅灰的比表面积大于微珠， 吸附能力较强。坍落度和 扩展度并没有发生明显的变化 。 漏斗的漏空时间随微珠掺量的提高而减少 ， 使 用微珠全部替代硅灰 ， 漏空时间可 以缩短4 s ， 当微珠 取代 粉 煤灰 达 到 5 0 ％ 时， 漏空 时 间进 一 步缩 短 到 2 0 s ， 微珠对 C 7 0自密实混凝土的降黏效果 明显 ， 有利 于混凝土的泵送。 当微珠对硅灰的取代量超过7 5 ％以上， u型箱两 侧差值均为 0 。 微珠的使用提高了 自密实混凝土的通过能力 ， 在 施工当中减少了缺陷出现的机率， 提高混凝土的密实 度 ， 解 决 了 自密 实混 凝 土高 流 动性 和 高稳 定 性 的 矛盾 J 。 随着微珠取代硅灰比例 的提高 ， 混凝土早期和后 期的强度均有所下降 。与基准组相 比， H 的 3 d 、 7 d 、 2 8 d 强度分别降低了 1 0 ％、 5 ． 7 ％、 6 ． 7 ％。微珠的活 性低于硅灰， 但远高于 I 级粉煤灰。当微珠取代粉煤 灰 比例达到 5 0 ％ ， H 的3 d 、 7 d 、 2 8 d 强度分别 为基 准配 比的 9 7 ． 4 ％ 、 1 0 1 ． 9 ％ 、 9 9 ． 6 ％ ， 各龄期强度接近 或高于使用硅灰的基准配合 比强度 。 4 结语 1 ) 微珠取代硅灰可 以显著提高 C 7 0自密实混凝 土的工作性 ， V型漏斗试验和 U型箱试验结果得到了 显著改善。 2 ) 微珠取代硅灰使混凝 土的强度有所降低。但 使用微珠进一步取代粉煤灰可以显著提高混凝土强 度 ， 达到使用硅灰 的基准混凝土的强度 ， 且混凝土 的 工作性能得到了进一步的改善。 参考文献 ： [ 1 ] 陈建奎 ， 王栋民 ．高性能混凝土(H P C)配合比设计新 法～全计算法[ J ] ．硅酸盐学报 ， 2 0 o o ( 0 2 ) ： 1 9 4—1 9 8 ． [ 2 ] 赵筠 ．自密实混凝 土的研究和应用 [ J ] ．混凝土， 2 0 0 3 ( 0 6) ： 9—1 7 ． 一 1 9 —