矿物掺合料对绿色高性能混凝土强度的影响

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1、文章编号：1007—046X(2014)0卜0040—03生态建材矿物掺合料对绿色高性能混凝土强度的影响EffectofMineralAdmixturesontheStrengthofGreenHigh-PerformanceConcrete张亚楠，王珏，李倩，韩子龙(武汉大学水利水电学院，湖北武汉430072)摘要：采用正交试验的方法，研究水胶比、硅灰、粉煤灰和石灰石粉掺量对GHPC(绿色高性能混凝土)强度的影响。研究结果表明，GHPC抗压强度的影响因素次序依次为水胶比、硅灰掺量、粉煤灰掺量及石灰石粉掺量

2、。当水胶比为O．28、硅灰掺量为5％、粉煤灰掺量为20％、石灰石粉掺量为10％时，可配制满足抗压强度在C60~C80_1~t-绿色环保的GHPC。关键词：GHPC(绿色高性能混凝土)；矿物掺合料；正交试验；强度。中图分类号：TU528．31文献标志码：A0前言1．1胶砂试验根据对比试验法，采取单一控制变量方法，表1所示从国外情况来看，用细掺料代替大量熟料，是GHPC配合比制备尺寸为4cm×4cm×16cm的试件。试件成型的发展方向之一。十多年来，美国、瑞典、法国等国家都24h后拆模，并置于常温水中养护。养护

3、28d之后取出，对高性能混凝土及绿色高性能混凝土进行了大量的研究。将试件用电液式压力试验机测试其抗压强度，结果取平均国内对于绿色高性能混凝土的开发研制和应用也作了大量值作为分析数据。的工作，在利用工业废弃物方面取得了可喜的进展ll1。表1不同胶凝体系的胶砂强度已有的研究表明，活性掺合料在混凝土中的应用能充分发挥其火山灰活性效应、微集料效应、减水塑化效应及耐久效应，大幅度提高混凝土的施工性能、物理力学性能和耐久性能。目前，我国配制HPC采用的活性掺合料主要是硅灰、超细矿渣粉与优质粉煤灰等。硅灰资源较少，价格昂

4、贵，水淬矿渣年产8000多万t已大部分用于水泥混合材，量少价高决定了它们不可能成为绿色混凝土的大宗的掺合料，唯有粉煤灰资源十分丰富l2_。本文采用正交试验的方法，研究水胶比、硅灰、粉煤灰和石灰石粉掺量对GHPC强度的影响，得到制备C60一C80的GHPC最佳配合比，改善目前国内高性能混凝土废物利用率低的问题，获得环保和经济效益双赢。l原材料与试验本试验采用P．O42．5普通硅酸盐水泥(c)、硅灰(sF)、Ⅱ级粉煤灰(FA)、石灰石粉(LP)、砂(S)、碎石(G)及sP1高其他条件相同的情况下，低水灰比可以显

5、著地提高水效减水剂(wR)。泥的强度，石灰石粉掺量过高时会出现特殊情况。添加粉40COALASH1／2014煤灰和石灰石粉会降低水泥的强度，而且添加石灰石粉强见表4。同时，由此得到的GHPC的抗压强度测试结果也度降低更明显。当粉煤灰和石灰石粉含量低(20％)时，一并列入表4中。两者搀和使用比单独使用强度要低；当粉煤灰和石灰石粉表4GHPC的试验配合比和强度测试结果含量高(40％)时，两者搀和使用不会降低水泥强度。当废弃物利用率较高，如掺合料含量>30％时，既能获得较高强度的水泥，又能更有效地达到绿色环保的效

6、果。1．2混凝土试验GHPC的制备：E艺包括搅拌程序、成型与养护制度。搅拌程序为：首先将胶凝材料(包括水泥、硅粉、粉煤灰及石灰石粉)和砂搅拌2—4min，最后加水和减水剂搅拌6min。试件制备尺寸为10cm×10cm×10cm。标准养护28d后测试混凝土试件强度。根据正交试验的数据分析方法得出最优配合比以及对混凝土强度的主要影响因素，四因素三水平表见表2。表2正交试验的因素水平以抗压强度为考察指标，对表4所得的试验结果进行K值和极差R分析见表5。直观分析可以看出GHPC一1抗压强度最大，为84_3MPa。由

7、正交试验的极差R分析可知：GHPC抗压强度的影响因素次序依次为水胶比、硅灰掺量、粉煤灰掺量、石灰石粉掺量；由正交试验的K值分析可知：各因素的最好水平分别是水胶比为0．28、硅灰根据表2的因素水平安排的正交试验如表3所示。掺量为10％、粉煤灰掺量为10％、石灰石粉掺量为10％表3正交设计试验配合比(表5中用“标出)。不同因素对GHPC强度的影响见图1。表5不同配合比混凝土的抗压强度测试2试验结果与分析依据正交试验设计配合比，可计算得到试验配合比，(下转第44页)1／2014粉煤灰413工程应用(2)当细砂或粗

8、砂细度模数发生改变时，细砂掺量必须进行相关试验后确定。对上述最佳配合比进行多次重复性试验。从试验结果(3)在使用细砂的同时应保证粗砂储备量充足。来看，其工作性和强度均能满足C30泵送混凝土技术要求。将此项研究成果应用于企业生产中已有一段时间，从历次5结论的统计数据来看，坍落度均维持在170210mm，28d抗压强度均达到设计强度的120％以上。在混凝土中掺人一(1)混凝土中掺入一定比例的细砂能有效地改善混凝定比例