掺矿粉粉煤灰混凝土塑性收缩的量化研究(2)

２００６．１０

高性能混凝土

夏威：掺矿粉粉煤灰混凝土塑性收缩的量化研究

表３

试验系列

１２３４

试样编号ＰⅡ５２．５ＰＯ４２．５ＬＦ２５ＬＦ５０ＨＦ２５ＨＦ５０Ｓ２５Ｓ５０Ｓ２５ＬＦ２５

５

Ｓ２５ＨＦ２５Ｓ１０Ｍ４０

６

Ｗ／Ｃ０．６２Ｗ／Ｃ０．４１

泵送混凝土塑性收缩率的试验方案

骨料（／ｋｇ／ｍ３）

ＭＡＳＡＣ

砂

石

外加剂

（／ｋｇ／ｍ３）

水

（／ｋｇ／ｍ３）

／ｋｇ／ｍ３）胶凝材料用量（

水泥３５０３５０２６２．５１７５２６２．５１７５２６２．５１７５１７５１７５１７５３００４５０

８７．５

８７．５

８７．５１７５

８７．５１７５

８７．５１７５８７．５８７．５３５

１４０

低钙灰

高钙灰

矿渣微粉

８１０１０００５．２

坍落度达

５）ｍｍ（１９０±时的用水量

８５０７１０

１０００１０００

４．５６．８

４

４．１

泵送混凝土塑性收缩率的影响因素

已知试验采用的ＰＯ４２．５水泥已掺有一定量的石灰石和粉煤灰，其混凝土塑性收缩率较ＰＩＩ５２．５水泥有所减小。李悦［８］的自收缩研究表明，掺加石灰石和粉煤灰，同样能减低水泥石的自收缩。目前，水泥厂和相关的水泥粉磨中转站提供的ＰＯ４２．５水泥，其混合材品种和数量已对技术人员的混凝土质量控制带来较大难度。部分水泥企业提供的质量保证书与实物质量严重不符，矿物组成差异悬殊，致使水泥本身的泌水率起伏不定，这也是当前外加剂适应性问题愈趋突出的主要诱因。因此，不能笼统地得出用普通水泥配制的混凝土塑性收缩率小于硅酸盐水泥的结论。４．２水胶比

图３为水胶比对泵送混凝土塑性收缩率的影响。

水泥品种

混凝土泌水和塑性沉降是两个反向运动的物理量，不同时段实测的混凝土体积减缩量应为该时段发生的泌水总量与体积沉降量的绝对值之和，即混凝土体积减缩量总大于该时段发生的泌水总量。如系列１的试样ＰＩＩ５２．５试验中，当泌水总量达１０ｍｌ时，混凝土体积减缩量为２１ｍｌ。２种不同水泥随时间发展的混凝土塑性收缩变化特点如图

１所示。

图

１水泥品种对泵送混凝土塑性收缩的影响

系列

１的ＰＩＩ５２．５试样，试验中混凝土泌水率与塑性收缩率的递变规律，即混凝土泌水率愈大，由此引发的混凝土塑性收缩率也愈大，见图２。

图３

水胶比对泵送混凝土塑性收缩率的影响

从图３可以看出，泵送混凝土塑性收缩率随水胶比的增

大而增大。当水胶比小于０．４１时，方能确保用硅酸盐水泥配制的泵送混凝土塑性收缩率小于１％。王川［９］的试验表明，当水胶比大于０．３６，粉煤灰混凝土较易产生塑性开裂；而水胶比小于０．３６对混凝土塑性开裂具有明显抑制作用。因此，强度等级较低的泵送混凝土，坍落度愈大，泌水率愈大，极易产

图２泵送混凝土泌水率与塑性收缩的关系

生塑性变形。在满足可泵性的前提下，应尽可能降低混凝土

ＮＥＷＢＵＩＬＤＩＮＧＭＡＴＥＲＩＡＬＳ

３

高性能混凝土

夏威：掺矿粉粉煤灰混凝土塑性收缩的量化研究

坍落度。４．３外掺料

不同掺量的３种外掺料与泵送混凝土塑性收缩率的关系见图

４

。

磨细矿渣的比表面积大于水泥，则泌水有可能减少。磨细矿渣的比表面积越大，减少泌水的效果越明显”。迄今为止，未见有关掺矿渣微粉混凝土泌水性能的基础试验结果，大量的论述仅仅是纵向的理论化的定性推断。从图５的泌水率试验结果可以看出，在外掺料２５％掺量及等流动度条件下的泵送混凝土泌水率大小依次为：矿渣微粉＞普通低钙灰＞高钙灰，其中矿渣微粉混凝土的泌水率超出了用硅酸盐水泥配制的基准混凝土。

图４外掺料掺量对泵送混凝土塑性收缩率的影响

目前泵送混凝土中常用的３种外掺料对混凝土塑性收缩的影响差异显著，分析讨论如下：（１）在２５％的常规掺量下，掺入普通低钙灰和高钙灰均能减小泵送混凝土的塑性收缩。以ＰＩＩ５２．５水泥不掺外掺料的混凝土塑性收缩率为基准，则掺高钙灰、普通低钙灰和矿渣微粉的混凝土塑性收缩率依次为７１％、８６％、１０５％。（２）高钙灰因烧失量低，需水比小，掺入后混凝土的泌水率最小。同时，高钙灰中的Ｃ３Ａ含量较高，决定了高钙灰的早期活性高于普通低钙灰和矿渣微粉；此外，高钙灰中的ｆ－ＣａＯ，遇水消解，伴随体积膨胀，起到了一定的补偿收缩作用。随着高钙灰掺量的提高，这种膨胀作用更加强烈。在５０％掺量下，前３０ｍｉｎ内未有泌水检出，混凝土体积未见明显变化。而掺５０％的普通低钙灰，因混凝土需水量上升，导致泌水增加，混凝土塑性收缩趋势增强，但最终塑性收缩率仍小于基准混凝土。严捍东［１０］通过对掺高钙灰和掺普通低钙灰水泥胶砂的干缩和自收缩试验分析，也证明了高钙灰中的ｆ－ＣａＯ水化的确可补偿水泥胶砂早期的塑性收缩，对低水胶比水泥胶砂自收缩的补偿作用更加明显。

（３）掺矿渣微粉的泵送混凝土塑性收缩率随矿渣微粉掺量的提高而显著增大，表明大掺量矿渣微粉泵送混凝土的塑性致裂趋势增强。现有关于新拌矿渣微粉混凝土性能的论述中，大量的观点趋同。普遍认为目前掺矿渣微粉混凝土的泌水性能较传统的矿渣水泥已明显改善［１１］。这是因为矿渣水泥中的矿渣颗粒细度很难磨细到与水泥颗粒同等水平，除一部分较细的矿渣颗粒能发挥一定的活性外，其余的矿渣颗粒仅起微集料填充效应。现今的矿渣微粉，比表面积较大，掺加后混凝土粘聚性增强，改善了混凝土的保水性能。田培［１２］的论述指出：“平滑致密吸附性较水泥颗粒差的磨细矿渣混凝土，可能会使泌水增大。但泌水与取代水泥的磨细矿渣的细度有关，若

４

新型建筑材料

图５外掺料对泵送混凝土泌水率的影响

（４）掺外掺料混凝土的保水性能由外掺料本身的颗粒形

貌决定。由于粉煤灰中的球形颗粒含量高，这些玻璃体微珠表面光滑圆润，质地致密，掺入后混凝土流动性、保水性较好；而磨细矿渣微粉颗粒形状不规则，多棱角，采用立磨磨制的矿渣微粉还具有颗粒分布窄，细颗粒少，且带有针片状，引起混凝土需水量上升，泌水增大［１３］，直接导致了矿渣微粉混凝土塑性收缩率的增大。（５）矿渣微粉颗粒的表面物理化学惰性，决定了掺入后对外加剂吸附量小，即不存在对外加剂的适应性问题，因此，夏季高温条件下，采用３０％以上的大掺量矿渣微粉用于梁板柱等上部结构的混凝土配比设计非常普遍，如施工养护不当，极易诱发混凝土塑性裂缝，而夏季又恰恰是楼板开裂的高发期。所以，对于表面模数较大的薄壁结构，因蒸发量大，在夏季应适当限制矿渣微粉的掺量。

５

５．１

提高泵送矿渣微粉混凝土抗塑性收缩能力的工艺措施

混凝土配比设计

选择具有一定引气组分的外加剂，在泵送混凝土中引入稳定性较好、分布均匀的封闭气孔，减小固相颗粒的沉降速度，切断泌水通道。对上部结构的混凝土配比，应选用凝结时间适中的泵送剂，适当控制矿渣微粉掺量。如过度缓凝将延迟水泥水化进程，水化产物不足以填充切断泌水通道，增加泌水量。

通过复合掺加粉煤灰，是改善矿渣微 …… 此处隐藏：2484字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……