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导致界面粘结性生极高的加强效应
作者:
永乐国际
发布时间:
2018-04-24 05:59
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  (同济大学混凝土材料研究国度沉点尝试室,上海200092)凝土。研究了磨细矿渣掺合料对高强混凝土流变机能和力学机能的影响,切磋了掺合料正在新拌混凝土内部的感化机理。研究成果表白:优化掺合料细度和选择恰当的掺量不单能够节约水泥、改善新拌混凝土的流动性、削减坍落度丧失,并且还能够显著提高混凝土强度。跟着土木取布局工程对混凝土材料强度的要求不竭提高,高强混凝土OC60)正在国内推广方兴日盛。高强混凝土的典范配制模式一般为:硅酸盐水泥十掺合料十高效减水剂,此中掺合料次要有硅灰、超细粉煤灰和磨细矿渣等。硅灰正在国外利用较遍及,而国内因为硅灰的资本欠缺、相对成本高,以其做为掺合料大量利用实难推广;粉煤灰正在常温下本身反映活性低,因此将其掺入混凝土中,晚期强度低,工程使用的缺陷较着;利用通俗磨细矿渣配制混凝土时,其活性指数虽然较粉煤灰高,但晚期强度仍偏低于空白对比混凝土。为降服上述缺陷,我们优选无效成分含量高、质量好的水淬高炉矿渣取某种激发剂复合,经特殊粉磨工艺加工成分歧细度品级的磨细矿渣,使矿渣的潜正在活性得以充实阐扬,满脚分歧工程需要。本文操纵本尝试室研制开辟的高机能磨细矿渣为掺合料等量替代20%~60%的水泥,配制出C60以上高强混凝土,并从微不雅机理和宏不雅机能等方面研宄了掺合料细度及掺量对高强混凝土的流变机能和力学机能的影响机理。1尝试11原材料水泥:上海结合水泥厂出产的P.O(普硅)525比概况积为3000cm/g高机能掺合料:以上海宝钢粒化高炉矿渣为原料,复合必然比例的激发剂,用超细粉磨工艺制成的粉体材料,比概况积别离为SCM从、中能够看出,插手0.5%GWR后,二水石膏的晶体发育较好,柱板状晶体布局完整;而未加GWR的石膏晶体发育程度不敷,部门晶体描摹承继了原卩一半水石膏的鳞片状布局,似是部门水化反映没有通过消融过程,而由水间接进入半水石膏晶体内部,进而惹起晶格沉排,并构成新的水化产品即二水石膏。4结论GWR是一种新型的石膏添加剂,它对建建石膏具有较较着的减水、加强感化;当GWR正在石膏粉中的掺量约为建建石膏粉用量的0.5%时,可降低建建石膏尺度稠度用水量20%~30%,提高建建石膏成品强度50%~110%.(2)正在建建石膏中插手GWR后,二水石膏的晶体发育较好,柱板状晶体布局完整。11一20联系地址杭州市中山北540号联系德律风:057卜碎石:~15mm持续级配,相对密度为2.7,含泥量小于0.1%压碎指数为8.6%. =2.80,级配优良,相对密度为2.65,含泥量小于0.1%.―1高效减水剂。1.2共同比为便于比力,我们以0.3水灰比,单方水泥用量560kg砂率为40%,SZ―1高效减水剂掺量为1.5%(粉剂)配制基准高强混凝土(试验编号C一1)连结其它参数不变,别离以SCM1和SCM2等量替代20%~60%的水泥,配制2个系列的受检混凝土(别离标以F系列和S系列)所有试样均采用立轴强制式搅拌机搅拌。表1SCM1、SCM2对高强混凝土机能的影响项目单方水泥用量(kg)掺合料掺量(%)坍落度(mm)坍落度经时保留值(mm)抗压强度(MPa)劈拉强度(MPa)掺2会商取阐发2.流动性和坍落度丧失从表1能够看出,掺入高机能掺合料的混凝土,流动性较基准混凝土较着改善。此中掺入SCM1,新拌混凝土坍落度由基准混凝土的65mm提高到100 ~170mm,提高幅度达54%~160%掺入SCM2,坍落度增大到200~235mm,提高率更高达200%~260%且当掺量为40%~60%时最为显著。掺入掺合料后高强混凝土流变机能的改善次要是由于:掺合料取水泥所构成的复合胶凝系统的微粒分布和微不雅布局都发生了变化,使得整个系统的需水性也有所改变。表2列出了以SCM2等量置换20%~ 60%水泥所惹起的胶凝材料系统尺度稠度用水量的变化。表2SCM2置换率取尺度稠度用水量的关系尺度稠度用水量,表2数据显示,掺入掺合料后尺度稠度用水量遍及高于未掺前的基准值,且随掺合料掺量的添加而增大,这申明磨细掺合料并不具备间接的矿物减水功能。然而,当掺合料取适量高效减水剂配合利用于混凝土中时(见表1)流动性却显著优于单掺减水剂的基准混凝土,由此可认为高机能掺合料具有奇特的辅帮减水功能。对于水泥十高效减水剂模式,正在搅拌混凝土时,高效减水剂的插手,正在水泥微粒概况构成双电层,发生所谓双电层电位(即Zeta电位)因水泥微粒概况的静电斥力及范德华力的感化,正在两微粒之间构成位垒(别名能峰)使水泥浆的絮凝布局遭到,出水,混凝土的流动性提高。虽然如斯,水泥微粒间仍存有大量不成贫乏的填充水和概况吸附水,此中概况吸附水对混凝土流动性起环节性感化,使水泥颗粒间的位垒降低以及不竭生成的水化产品之间彼此搭接,导致新拌混凝土的坍落度丧失较快,从表1中可看出,基准混凝土30min坍落度丧失率高达38% 90min的坍落度保留值为0.然而,以平均粒径小于水泥颗粒的高机能掺合料等量替代部门水泥后,大量超细微粒填充于水泥颗粒间,置换了其间的填充水,因此使拌杂物的概况水响应大量添加,推进了混凝土流动性的改善。同时,因为磨细矿渣的需水性低于硅酸盐水泥,因此替代部门水泥后所构成的胶凝系统的总需水量下降,富余的水分有益于提高混凝土的流动性。别的,因为掺合料大量替代水泥,使得拌杂物中C3A的相对含量大幅削减,溶液中的减水剂的浓度耗损速度趋缓,并且更因为较小的掺合料颗粒包抄于较大的水泥颗粒四周,无效地障碍了水泥水化产品的彼此搭接,因此显著地改善了坍落度丧失。从表1中我们可清晰地看到,因为掺合料的插手,使得混凝土坍落度经时保留值较着添加,30min丧失率小于20%(掺SCM1)或15%(掺SCM2),特别是掺入SCM2,至90min坍落度保留值仍有130~185mm,显示高机能掺合料具有显著改善坍落度丧失的优秀特征。2.2力学机能表1显示,掺入高机能掺合料的受检混凝土,无论是抗压仍是劈拉强度都较基准混凝土有所提高。掺合料的细度对掺合料正在混凝土中所起的感化有很大的影响,此中掺入SCM1,混凝土各龄期的抗压强度提高率小于10%,劈拉强度提高率小于13%,申明掺入SCM1后,对基准混凝土有加强感化,但结果不太显著。而掺入SCM2,无论是7d仍是28d强度提高幅度都较大。此中抗压强度比基准混凝土提高约6%~ 21%;劈拉强度提高约10%~18%,并且劈拉的断面较平曲,断裂均发生正在砂浆体和粗集料内部,未见粘结界面或粗集料从界面剥落。从表1中我们不难发觉:除了细度的影响外,掺合料掺量也是主要要素,当掺量为40%~ 50%时,加强结果显著。高机能掺合料的掺入对高强混凝土的加强效应次要有以下几方面要素:2.2.构成致密的掺合料一水泥二元复合系统因为高机能掺合料的平均粒径小于水泥的平均粒径,因此可平均地分布于水泥颗粒间,改善二元复合胶凝材料系统的颗粒分布,构成较为慎密布局。本文选用的3种粉体响应的=)。124由Hoisfield填充理论知,比概况积为5000cm取水泥颗粒构成四角孔堆积,而概况积为8000 cm2/g的SCM2可取水泥颗粒构成三角孔堆积。所以SCM2取水泥可构成密实填充,理论上胶凝系统密实性可提高20%,从而使强度也大幅提高,相对而言,SCM1取水泥颗粒难以构成三角孔堆积,的内部缺陷也较多,故表示出宏不雅力学机能也偏低。222改善了软化混凝土的微不雅布局高机能掺合料因为微细颗粒剧增,而具有较高的活性,正在掺合料内掺激发剂和水泥水化生成的Ca2+激发下,较早龄期即参取水泥水化过程和显示火山灰效应。XRD阐发显示,水泥中掺入掺合料后,建材行情,各龄期水化产品中CH晶体的数量显著削减,申明掺合料的介入能推进水泥水化反映,并大量耗损了水化产品CH晶体,生成C一S―H凝胶。28d龄期的混凝土经XRD阐发成果可知,含8000cm2/g细度掺合料的混凝土所耗损的CH程度远比含5000cm2/g细度掺合料的混凝土较着,表白越细,火山灰活性也越强。对混凝土界面微不雅布局的SEM察看显示(见a)正在砂浆一粗骨料界面看不到大尺寸、片状、定向发展的CH晶体,导致界面粘结机能发生极高的加强效应。b则可见大量致密的C一S―H凝胶发展或笼盖于磨细矿渣颗粒概况,使得孔隙率下降,从而提高了混凝土的力学机能。3结论高机能掺合料具有奇特的辅帮减水功能和优秀的改善新拌混凝土坍落度经时丧失的特征,当掺量达40%~60%时,可显著提高混凝土的流变机能。高机能掺合料的细度是影响混凝土力学机能的次要要素。掺入SCM2可构成致密的掺合料一水泥二元复合胶凝系统,改善软化混凝土的微不雅布局并提高混凝土的界面粘结机能,大幅提高混凝土各龄期的强度。基金项目:上海市扶植手艺成长基金会青年基金赞帮项目(Q9606103)联系地址上海市四平1239号



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