矿物掺合料对高性能混凝土力学和耐久性的影响分析

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1、铁道建筑2010年第4期RailwayEngineeringlOl文章编号：1003-1995(2010)04-0101—04矿物掺合料对高性能混凝土力学和耐久性的影响分析赵年全(中铁十二局集团有限公司，太原030024)摘要：矿物掺合料作为高性能混凝土的重要组成部分，能改善混凝土的力学和工作性能，提高结构的耐久性。研究不同矿物掺合料对混凝土强度增长、电通量、抗硫酸盐侵蚀性能及水化热的影响，为铁路工程高性能混凝土配合比的设计和优化提供了借鉴和经验。关键词：矿物掺合料高性能混凝土力学性耐久性中图分类号：

2、TU528．041；TU528．31文献标识码：B添加矿物掺合料可以有效改善混凝土的工作性和到提高结构的密实性和强度的作用，具有显著的技术耐久性能，常用的矿物掺合料有粉煤灰、磨细矿渣、硅经济效益和社会效益，结合《客运专线100年耐久性灰及其复合物等，主要是煤炉发电、高炉炼铁、冶炼硅混凝土技术试验研究》课题，试验研究了不同掺合料铁合金等过程中产生的副产品，属于工业废渣，合理地对混凝土力学性能和耐久性能的影响。利用这些材料作为混凝土的掺合料，不但可以节省大2．1原材料及配合比情况量水泥熟料和生产成本，还可

3、以减少对环境的污染，具2．1．1原材料有显著的经济性和环保性。1)水泥：安徽怀宁海螺牌P．032．5水泥，各项性能指标见表1。1矿物掺合料的作用机理2)粉煤灰：安徽淮南坪圩电厂Ⅱ级粉煤灰，各项高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，在传统性能指标见表2。的水泥、粗骨料、细骨料、水四组分基础上增加了矿物3)矿粉：芜湖朱家桥水泥有限公司生产的磨细矿掺合料和化学外加剂后成为六组分。以环境条件和工粉，各项性能指标见表3。程结构特点为前提，以结构的耐久性设计为主要目标，4)外加剂：天津雍阳减水剂厂生产的UNF一5A

4、ST重点保证混凝土的工作性、强度、体积稳定性和经济性型聚羧酸高效减水剂，各项性能指标见表4。等，具有易浇筑、振捣时不离析、结构密实、抗渗性和体5)粗骨料：金寨隧道石料场生产的5～16mm，积稳定性好、水化热低、在恶劣环境下有较长的使用寿16．0～31．5mm二级配碎石，各项性能指标见表5。命等特点。当前的客运专线和高速铁路建设中都提出6)细骨料：金寨朝阳砂场Ⅱ区中砂，各项性能指了保证主体结构使用寿命100年的质量控制目标，高标见表6。性能混凝土的应用则是实现这一目标的重要手段。7)水：饮用水。矿物掺合

5、料对高性能混凝土工作性、长期性和耐2．1．2混凝土配合比久性的改善主要是由于其具有形态、微集料和活性效混凝土配合比按C30强度等级进行设计，测试其应的作用⋯。各项性能指标，掺入粉煤灰或矿粉时采取等量取代的方式，基准配合比参数见表7，砂率为39％。2矿物掺合料对混凝土力学和耐久性能的影响2．2粉煤灰对混凝土长期性和耐久性的影响在混凝土中掺入一定比例的矿物掺合料，充分发2．2．1粉煤灰对混凝土力学性能的影响挥其三大效应的作用，能减少混凝土中的水泥用量，起掺粉煤灰混凝土的强度增长主要决定于粉煤灰的火山灰效应

6、，图1和图2是不同粉煤灰掺量和试验龄收稿日期：2009-12-15；修回日期：2010~1-20期时混凝土的强度试验结果。作者简介：赵年全(1972一)，男，湖北江陵人，高级工程师。102铁道建筑April．2010表2粉煤灰性能指标表3矿粉性能指标表4外加剂性能指标表5粗骨料性能指标表6细骨料性能指标60表7混凝土基准配合比kg50—．_-3d40—●7d3O—．r_19d20—*_28d1O---I-56d010203O405O6O粉煤灰掺量／％6O50—●一O图2不同龄期混凝土强度与粉煤灰掺量关

7、系40+10％3O+2O％20—．*一3O％+40％10+50％由图1和图2中可以看出，粉煤灰掺量对混凝土O102O3O405O6O抗压强度有一定的影响，随着粉煤灰掺量的增加，抗压龄期／d强度逐渐降低，尤其是对早期强度影响较大，但28d图1不同粉煤灰掺量混凝土强度与龄期关系以后仍有一定的强度增长空间，最终其56d抗压强度2010年第4期矿物掺合料对高性能混凝土力学和耐久性的影响分析lO3与基准混凝土的抗压强度基本相当，对掺入粉煤灰的有利于控制混凝土内外温差，减少裂缝的发生。混凝土在28d后仍要继续加强

8、养护。图5和图6分别是不同掺量粉煤灰的时间一放热2．2．2粉煤灰对混凝土抗氯离子渗透性能的影响速率曲线和时间一热量曲线，可以看出，随着粉煤灰掺氯盐环境下混凝土劣化的最主要形式就是由于氯量的增加，不但水泥的单位放热量降低，而且放热速率离子侵入所引起的钢筋锈蚀，电通量法是目前评价混向后推移，最大放热速率值也明显降低，说明掺入粉煤凝土抗氯离子渗透性的主要方法。灰后降低了水泥的水化放热量，掺量越大，降低的越图3是不同粉煤灰掺量对混凝土电通量的影响试多，有利于减少