矿渣混凝土的力学性能和耐久性试验研究

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1、第5期广东水利水电No．52014年5月GUANGDONGWATERRES0URCESANDHYDR0P0WERMay2014矿渣混凝土的力学性能和耐久性试验研究李嘉琳(广东省水利水电科学研究院，广东省水利重点科研基地，广东广州510635)摘要：为了推广应用矿渣混凝土，采用等量取代水泥的方法，研究了30％和60％矿渣混凝土的力学性能和耐久性能，并与空白混凝土进行对比。研究表明，矿渣混凝土早期强度比基准混凝土低，且随掺量增加，强度降低，具有线性关系。但随着龄期增长，矿渣混凝土强度增长更快，可以赶上并超过基准混凝土。矿渣混凝土28d抗渗性和抗氯离子渗透性优于基准混凝土，

2、其掺量越大，作用越明显。关键词：矿渣；混凝土；力学性能；耐久性能中图分类号：TV423文献标志码：B文章编号：1008—0112(2014)05—0067—04矿渣是炼铁的废渣，经水或空气急冷处理成为粒种相呈球状或柱状并均匀分散于连续相中。通过电子状颗粒，称为粒化高炉矿渣，其主要化学成分为探针元素分析可知，连续相含钙较多，球状和柱状相SiO2、A1203、CaO、MgO等。经水淬急冷后的矿渣，含硅较多。由于富钙相是连续相，富硅相是分散相，其玻璃体含量多，结构处在高能不稳定状态，潜在活在矿渣玻璃体中，富钙相相当于胶结物，维持整个矿性大，经磨细才能使其潜能得以充分发挥。粒

3、化高炉渣玻璃体结构的稳定。当富钙相在碱性介质中与OH一矿渣经干燥、磨粉达到适当细度的粉体称为矿渣粉。迅速反应而溶解后，矿渣玻璃体解体，富硅相逐渐暴矿渣粉用作混凝土掺和料，具有比粉煤灰更高的活性，露于碱性介质中，与OH一反应。我国的水淬矿渣的碱而且品质和均匀性更易保证，掺人混凝土中不仅可以节度为1．8以上，玻璃化率在98％以上，所以这种矿渣约水泥、降低胶凝材料的水化热，而且可以改善混凝土很适宜做水泥的掺和料。本文对大掺量矿渣混凝土的的某些性能，如显著提高混凝土的强度，降低混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、抗渗性能和抗绝热升温，提高其抗渗性及对海水、酸及硫酸盐等的

4、抗氯离子渗透性等性能进行了系统的研究。化学侵蚀能力，具有抑制碱一骨料反应效果等J。1试验用原材料矿渣的CaO、MgO含量比其他掺和料要高。SiO：采用以下试验用原材料：韶钢嘉羊公司生产的与A1，0的含量影响矿渣中玻璃相的含量，并决定矿$95级矿渣粉，其物理性能见表1；广州水泥厂生产的渣水硬活性。矿渣粉的活性用碱度b来评定：P．II型硅酸盐水泥，其强度等级为42．5R、物理力学CaO+MgO+A1203(1)性能见表2；花岗石碎石，规格为5—20mm和2O一6：——u一SiO．＼‘／40mm，其物理性能见表3；河砂，其物理性能见表当b>1．4时，矿渣粉的活性较高。4；减

5、水剂为TL一400高效缓凝减水剂。玻璃相中存在着两相结构，一种为连续相，另一表1矿渣粉物理指标收稿日期：2014—02—10；修回日期：2014—03—13作者简介：李嘉琳(1985)，女，本科，助理工程师，从事项目管理工作。·67·2014年5月第5期李嘉琳：矿渣混凝土的力学性能和耐久性试验研究No．5May2014表观密度／(kg·m’)松散堆积密度／(kg·m)细度模数吸水率／％含泥量／％云母含量／％2．91．21．302试验方法混凝土配合比设计按《普通混凝土配合比设计规试件成型后采用标准养护，养护时间为28d，养程}JGJ55—2011进行。粗细集料以风干状态

6、为基准，护室温度为20±2℃，湿度不小于95％，试验项目包其中5—20mm和20～40mm两种规格碎石的质量百括抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、渗透系数和分数分别为40％和60％。矿渣粉等量取代水泥，掺量抗氯离子渗透性(电量法)，试验方法按《水工混凝土为30％和60％。混凝土配合比见表5，水胶比为试验规程}st~s2—2006的规定进行。Q50，砂率为36％，水、胶凝材料、砂、碎石的质量固定，3试验配合比设计通过调整外加剂的掺量控制混凝土的坍落度为5-7em。表5混凝土配合比由表5可见，与基准混凝土相比，为了达到相同配组成和粉体的表面性质，改善了混凝土的工作性，的坍

7、落度，采用30％矿渣粉时所需外加剂掺量最小，从而具有减水作用，减小了外加剂的掺量。采用60％矿渣粉时外加剂掺量最高，这主要是由于矿4试验结果及分析渣粉的颗粒形状、表面组织、细度和级配组成与水泥4．1力学性能存在差异，掺入一定量的矿渣粉有利于改善水泥的级混凝土试验结果见表6。表6混凝土试验结果由表6、图1可知，当试验龄期相同时，矿渣混过基准混凝土。基准混凝土28d抗压强度比7d增长凝土试件抗压强度均比基准混凝土低，且随着掺量增28％，30％矿渣}昆凝土增长43％，而60％矿渣}昆凝土加，抗压强度降低，具有线性关系。这是由于矿渣粉◆28d)l(7d中富钙