高性能胶凝材料的制备和力学性能研究.pdf

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1、2014年第12期（总第141期）江西建材试验研究高性能胶凝材料的制备和力学性能研究112郭威刘娟红陈明路（1.北京科技大学土木与环境工程学院100083北京；2.北京建筑大学土木与交通学院100044北京）摘要：本文研究了水泥熟料比表面积、水泥孰料掺量以及SO3含量对水泥标准稠度2用水量、凝结时间、胶砂抗折抗压强度以及混凝土抗压强度的影响。结果表明，350m/2kg比表面积水泥熟料组别比300m/kg比表面积水泥熟料组别的早期胶砂抗折抗压强度和混凝土抗压强度稍高，水泥熟料掺量为40%的组别其净浆标准稠度用水量和凝结2时间较为合适，3.5%SO

2、3掺量的混凝土抗压强度最好。水泥熟料比表面积为350m/kg2和300m/kg，水泥熟料掺量为40%，SO3掺量为3.5%的胶凝材料制备的混凝土兼备施工性、强度的高性能混凝土。关键词：高性能胶凝材料；熟料；比表面积；SO3掺量高性能混凝土本应在各方面都具有良好的性质，粉磨工艺等对混凝土性能的影响方面也做了大量的研[3-13]但国内最近却出现不少“高性能混凝土”结构的开裂，究，并提出了对高性能水泥的要求。[1]早期开裂的现象尤为严重。造成这种情况的原因是我本文采用由比表面积较高的掺和料和比表面积较国近年来一直对高性能混凝土有一定错误的认识，很多低

3、的水泥熟料制备的高性能胶凝材料，研究水泥熟料比人认为“高性能混凝土”就是拥有高强度、良好流动性表面积、水泥孰料掺量以及SO3含量对水泥标准稠度用并加入矿物掺合料的混凝土，这导致“高性能混凝土”水量、凝结时间、胶砂抗折抗压强度以及混凝土抗压强的使用产生了盲目和混乱。使得不少水泥厂商为了使混度的影响。凝土早期强度达到国家规定的标准而盲目将水泥磨细，1原材料与试验方法大大增大了水泥的细度，使得混凝土更加容易产生开裂，这与高性能混凝土应拥有高耐久性的初衷相矛盾。1.1原材料上世纪90年代吴中伟先生提出了高性能胶凝材料熟料：本次试验使用北京金隅水泥厂提供

4、的22的概念。高性能胶凝材料是在平时配制水泥熟料时直300m/kg和350m/kg比表面积的水泥熟料。接将混凝土中需要加入的各种掺合料、外加剂与熟料水泥：北京金隅水泥厂P·O42.5水泥，比表面积2混合，经过石膏掺量的优化后以合适的配合比制成不380m/kg。32同强度等级的混凝土。得到的胶凝材料不用再加其他粉煤灰：采用密度2.2g/cm，500m/kg比表面积，需添加剂，便可以用于配制不同强度等级的混凝土，此水量比为96%的粉煤灰。32种混凝土是拥有合适坍落度、强度、抗裂性的高性能矿粉：采用密度2.95g/cm，430m/kg比表面积，需[2

5、]混凝土。国内许多学者对水泥的细度、石膏的掺量、水量比为106%的矿粉。206170-239试验研究.indd2062014-5-300:38:142014年第12期（总第141期）江西建材试验研究32石灰石粉：采用密度2.81g/cm，440m/kg比表面和胶砂试件，测量18个组别的胶凝材料净浆标准稠度用积，需水量比为98%的石灰石粉。水量和凝结时间，以及胶砂抗折、抗压强度。石膏：采用SO3含量50.3%的二水石膏。2.2混凝土强度试验结果1.2试验方法根据净浆和胶砂试验确定混凝土制备组，A组、B2标准稠度用水量与凝结时间试验：按照规范《水组

6、为高性能胶凝材料，比表面积分别为300±5m/kg和2泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检测方法》350±5m/kg，C组为金隅水泥组。混凝土试验在保证外《GB1346-1989》进行测定。胶砂强度试验：按照规范加剂用量2.20%不变的前提下通过改变用水量使各个《水泥胶砂强度检验方法（IOS法）》（GB17671-1999）组别的混凝土的坍落度保持在200mm。混凝土各组别进行测定。混凝土强度试验：参照《普通混凝土力学性配合比及抗压强度见表3。能试验方法标准》（GB/T50081-2002）进行测定。3结果分析2试验与结果3.1标准稠度用水量的

7、影响因素分析2.1净浆与胶砂试验结果图1可知，相同水泥熟料掺量、相同SO3掺量的情况2胶凝材料分为两个大组，A组采用比表面积300m/下水泥熟料比表面积越大标准稠度用水量越大。这是2kg的水泥熟料、B组采用比表面积350m/kg的水泥熟因为水泥熟料越细，颗粒间的空隙越大，与水接触的面料。调整水泥熟料、矿粉、粉煤灰、石灰石粉以及SO3掺积也越大，从而导致用水量的增加。图2可知，相同水泥量，具体组分见表1、表2。按照各组配比分别制备净浆熟料比表面积、相同SO3掺量的情况下水泥熟料掺量越2表1A组（300m/kg水泥熟料）组分比例、凝结时间及胶砂试块

8、强度各组分含量比例（%）SO凝结时间/min用水量抗折强度/MPa抗压强度/MPa组别3熟料矿粉粉煤灰石灰石粉（%）初凝终凝（%）3d28d3d28d