浅议矿渣与粉煤灰配制高性能混凝土双掺技术

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交通标准化公路工程与运输ＪＢＨ2008年第10期上（总第182期）ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮ浅议矿渣与粉煤灰配制高性能混凝土的双掺技术刘甫12，孙马（1.安徽阜阳经纬公路设计有限公司，安徽阜阳236014；2.重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074）摘要：结合当前的具体情况，对矿渣和粉煤灰的特性加以介绍，并通过采用不同比例的矿渣与粉媒灰双掺技术配制出不同施工性和工作性的混凝土，从坍落度和强度发展比较分析矿渣和粉煤灰双掺技术对高性能混凝土的影响，试验结果表明：用恰当比例的矿渣和粉煤灰双掺技术可以配置出经济的高性能混凝土。关键词：双掺；矿渣与粉媒灰；高性能混凝土中图分类号：U214.18文献标识码：A文章编号：1002-4786（2008）10-0028-03Double-dopedTechnologyofMakingHighPerformanceConcrete（HPC）withSlagandFlyAsh2812LIUFu，SUNMa（1.AnhuiProvinceFuyangJingweiHighwayDesignCo.，Ltd.，Fuyang236014，China；2.SchoolofCivilEngineering&Architecture，ChongqingJiaotongUniversity，Chongqing400074，China）Abstract：Accordingtothespecificsituation，thepaperintroducesthecharacteristicsofslagandflyash.Throughthedouble-dopedtechnologywithdifferentrationofslagandflyashtomakeconcretewithdifferentconstructionandworkingperformance，thepaperusesthemethodofcomparativeanalysistoanalyzetheimpactofdouble-dopedtechnologyonHPCfromtheviewpointsofslumpandthedevelopmentofstrength.Theexperimentalresultsshowthatadoptingthedouble-dopedtechnologywithproperratioofslagandflyashcanmaketheeconomichighperformanceconcrete.Keywords：double-doped；slagandflyash；highperformanceconcrete1引言速发展的时期，混凝土用量巨大，而当前水泥的供矿物外加剂在我国已有50年的历史，但人们并应又比较紧张，迫切需要以矿渣和粉煤灰来大量取没有充分认识矿物外加剂的作用及其工作机理，而代水泥。配制高性能混凝土一般采用活性矿物掺和且在一些问题的处理上，仍然有一些模糊的认识。料取代部分水泥，而粉煤灰和磨细矿渣是当前工程例如，在一些技术规程中对矿物外加剂的掺量控制中使用最广泛的活性矿物掺和料。粉煤灰和矿渣在得过死，而在一些工程中常常不希望掺入矿物外加混凝土中使用各有优缺点：掺粉煤灰的混凝土早期剂，或者少掺入矿物外加剂。对于矿物外加剂的掺强度随粉煤灰掺量的增加而降低，但后期强度增长量问题，吴中伟院士所建议的掺量远比一些技术规潜力较大；掺矿渣的混凝土，一般不影响早期强程中规定的掺量要高。目前我国正处在基础建设高度，但当矿渣粉的掺量较低时，起不到降低水化热ＣＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮ．ＺＡＴＩＯＮ．Ｎｏ．1HALFOF1，２００8（ISSUEＮｏ．10，Ｎｏ．２００1738（NO.182）） 2008年第10期上（总第182期）ＪＢＨ交通标准化公路工程与运输ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮ温升的作用，而且矿渣的减水作用也不如粉煤灰，能大大提高混凝土的强度，具有良好的耐久性，可当矿渣掺量较大时，混凝土后期收缩较大，容易开达到节能、降本、环保、利废的目的，已越来越多裂。在混凝土中以一定的比例同时掺加粉煤灰和矿地应用于各类大型重点建设工程，而且可以改善混渣粉，二者不仅优势互补，而且综合效应更好。已凝土的性能，达到泌水少、流动度和可塑性好、水有的研究表明，粉煤灰和矿渣以适当的比例双掺可化热降低的效果，从而有利于防止大体积混凝土内以发挥“叠加效应”[1]部温升而引起的裂缝和变形[2]。。掺有矿渣微粉的硬本试验的目的就是利用矿渣与粉煤灰的火山灰化混凝土具有良好的抗硫酸盐、抗氯盐、抗碱性效应以及双掺所发挥的“叠加效应”配置经济的高性能，并且能大幅度地提高长期建设工程的耐久性。能混凝土。2.3粉煤灰的特性2原材料粉煤灰对混凝土强度有三种影响：减少用水2.1主要原材料性能量、增大胶结材料含量和通过长期火山灰反应提高试验采用目前重庆市场上用量较大、用户信誉其强度。低钙粉煤灰中的微粒具有硅氧四面体结好、工程应用业绩良好的原材料，包括42.5级普通构，自身活性低。在水泥的最终产物中，高碱性水水泥、特细砂、石灰石质机制砂、石灰石碎石、II化硅酸钙和Ca（OH）2胶体的结晶强度很低，而级粉煤灰、腾安矿渣粉S95和混凝土外加剂。其主Ca（OH）2的体积占整个水泥石体的25％，生成强度要性能分别如表1～表5所示。较高的低碱性水化硅酸钙，这样不但使水泥石中水表1重庆拉法基42.5级普通水泥性能化胶凝物质的数量增加，也使其质量大幅度地提标准安定性试抗折强度（MPa）抗压强度（MPa）高，因而有利于混凝土强度的提高。同时，粉煤总碱量SO3细度稠度（%）（%）（%）饼法3d28d3d28d灰中含有的大量硅、铝氧化物，能逐步与Ca（OH）2（%）及高碱性水化硅酸钙发生二次反应从而极大地提高未见裂纹0.812.3926.62.26.79.230.252.4混凝土的流动性。未见翘曲293配合比设计及分析表2腾安矿渣粉S95（％）3.1矿渣与粉煤灰的耦合性烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2双掺可充分利用矿渣微粉和磨细粉煤灰之间良3.3231.0711.112.4741.936.050.240.540.80好的技术耦合性[3]，即充分利用磨细粉煤灰的玻璃球状形貌效应以及火山灰效应、磨细矿渣微粉的填表3II级粉煤灰（％）充效应和良好的活性，发挥二者之间的综合功能，烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2配制出高性能混凝土。6.4442.3029.2114.862.970.670.650.71-因在实际工程中，C30与C50两种标号的混凝表4砂的基本性能土应用最为广泛，所以本试验分别以C30与C50两砂细度模数含粉量/含泥量（％）种不同标号混凝土的不同配合比作对比（采用不同渠河特细砂1.251.6的外加剂，外加剂在此未作对比）。歌乐山机制砂3.941.43.2配合比设计本次配合比设计的同种标号混凝土所采用的胶表5石灰石碎石（5mm～25mm）的性能指标凝材料总量基本相同，通过调整水泥、矿渣、粉煤堆积密度（kg/m3）空隙率（％）表观密度含泥量压碎值灰的掺量以比较各掺和料对混凝土工作性能贡献的（kg/m3）（％）（％）松散紧密松散紧密大小以及它们之间相互适应的情况。具体配合比设计见表6、表7。27001455175546351.09.73.3工作性能及力学性能2.2矿渣的特性各配合比的混凝土其工作性能及力学性能主要矿渣用于配制预拌混凝土，不但可以高比例地以坍落度和强度来表示，坍落度记其初始坍落和2h等量替代水泥（一般可代替30％~50％的水泥），还坍落度，强度分别记其3d、7d、14d、28d的强度。ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＳＴＡＮＤＡＲＤＩＳＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮ．ＺＡＴＩＯＮ．Ｎｏ．1HALFOF1，Ｎｏ．２００108（，ISSUE２００8（NO.182Ｎｏ．173） 交通标准化公路工程与运输ＪＢＨ2008年第10期上（总第182期）ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮ各组配合比对应的坍落度与强度见表8、表9。表6C30配合比设计（单位：kg/m3）编号水泥矿渣粉粉煤灰机砂粉砂碎石外加剂水A-12789532232211981.87180A-224513234234111643.96175A-3210709734134211644.83175A-420017338725811977.46175A-5200809334134211643.4175表7C50配合比设计（单位：kg/m3）编号水泥矿渣粉粉煤灰机砂粉砂碎石外加剂水B-1370854037024711462.48170B-2345984737024711466.37165B-3345744737725111676.06156B-43001504037024711465.88165表8C30配合比试验的工作及力学性能坍落度（mm）抗压强度（MPa）编号初始2h3d7d14d28dA-11957519.827.128.833图4C50强度发展A-22009025.531.136.643.1从表6、表7和图1～图4可以看出，A-1、A-2、30A-322020023.230.83341.5A-4只掺加了粉煤灰，它们的坍落度经时损失较A-42309019.321.429.332.1大，A-3、A-5、B-1、B-2、B-3、B-4采用了双A-521518520.325.733.342.1掺矿渣和粉煤灰的技术，它们的坍落度经时损失较表9C50配合比试验的工作及力学性能小。从强度发展上看，在总胶凝材料量基本相等和坍落度（mm）抗压强度（MPa）水泥用量较低的条件下，当掺入恰当比例的矿渣和编号初始2h3d7d14d28d粉煤灰时，可以得到早期强度相对较低但后期强度发展较快、后期强度可以达到或超过水泥用量较多B-122018034.142.843.545.8的配比。综合比较经济性和混凝土其他各方面的性B-221523036.74649.155.3能，C30采用A-5、C50采用B-4为本次试验最佳配B-322023040.750.755.761.2合比。B-424021533.246.657.463.9本试验两组最佳配合比均为水泥用量小、矿物对以上各配合比对应的坍落度和强度进行比较外加剂掺量大且均采用了矿渣和粉煤灰双掺的技分析，各组坍落度的变化情况见图1、图2，强度发术。展规律见图3、图4。3.4矿渣与粉煤灰叠加效应的作用机理在水泥净浆中双掺粉煤灰和矿渣，虽然两者的活性相差较大，但化学成分具有互补性，因此粉煤灰与矿渣以适当的比例复合对水泥净浆的强度有“叠加效应”和“超叠加效应”。双掺矿渣与粉煤灰水泥的水化，兼有单掺矿渣或粉煤灰二者的特点，因而其早期各龄期强度一般介于单掺矿渣或粉煤灰之间，随着矿渣比例的增大，强度逐渐上升。在早期，ＣＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮ．ＺＡＴＩＯＮ．Ｎｏ．1HALFOF1，２００8（ISSUEＮｏ．10，Ｎｏ．２００1738（NO.182）） 2008年第10期上（总第182期）ＪＢＨ交通标准化公路工程与运输ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮ后张法预应力砼现浇连续箱梁施工工艺及常见问题处理南爱强12，王锋宪（1.云南交通职业技术学院，云南昆明650021；2.昆明理工大学建工学院建筑工程管理系，云南昆明650224）摘要：通过对后张法预应力现浇连续箱梁施工过程的详细描述，着重指出在现场施工中应注意的若干问题，并特别强调在地基处理、内模安装、钢筋钢绞线的安装、张拉压浆等施工过程中必须加强细节操作，也对施工中通常易出现的通病给予具体的分析，提出相应的解决办法，从而指导施工，确保工程质量。关键词：后张法；现浇连续箱梁；施工工艺；问题处理中图分类号：U416.216.1文献标识码：A文章编号：1002-4786（2008）10-0031-05Post-tensionedPrestressCast-in-placeContinuousBoxGirderConstructionTechniqueandCommonProblemsSolution3112NANAi-qiang，WANGFeng-xian!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!主要是熟料矿物的水化所生成的Ca（OH）2和水泥中可以占胶凝量的40％以上。的石膏分别作为矿渣微粉的碱性激发剂和硫酸盐激参考文献发剂，与矿渣微粉中的活性组分相互作用，生成水化[1]李庚英．双掺超细活性混合材对高强混凝土性产物。在后期，主要是水泥熟料水化析出的Ca（OH）2，能的影响[J]．四川建筑科学研究，2003，（12）：76通过液相扩散到粉煤灰球形玻璃体表面，促使粉煤-78．灰发生“二次水化反应”，从而使双掺砂浆的后期强[2]高永勇．矿渣微粉在普通混凝土中的应用[J]．福度上升幅度较大，表现出“叠加效应”[4]建建材，2006，（2）：54-56．。4结语[3]袁明金．矿渣、粉煤灰在混凝土中的应用[J]．水通过对矿渣与粉煤灰的配合比试验研究，可得凝与混凝土，2006，（8）：45-47．如下结论：[4]唐咸燕．水泥-粉煤灰-矿渣复合胶凝材料的水a）胶凝材料特别是掺和料复合化对提高混凝化性能研究[J]．粉煤灰综合利用，2006，（5）：28-土的综合性能比单掺或不掺具有较多技术、经济30．优势[5]；[5]张承志.商品混凝土[M].北京：化学工业出版b）矿渣与粉煤灰双掺等量替代水泥所配置的混社，2006．凝土后期强度可以达到或超过基准混凝土的强度，作者简介：刘甫（1983-），男，助工，供职于安徽阜阳经纬公其工作性能明显高于基准混凝土的工作性能；路设计有限责任公司；孙马（1978-），男，重庆交通大学土c）当前规范对矿物外加剂用量的规定偏于保木建筑学院硕士研究生。守，基于本试验的研究结果，矿物外加剂用量完全收稿日期：2008-01-10ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＳＴＡＮＤＡＲＤＩＳＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮ．ＺＡＴＩＯＮ．Ｎｏ．1HALFOF1，Ｎｏ．２００108（，ISSUE２００8（NO.182Ｎｏ．173）