大掺量矿粉配制c混凝土的研究

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1、大掺量矿粉配制C30混凝土的研究-建筑论文大掺量矿粉配制C30混凝土的研究高立（武汉武新新型建材有限公司）摘要：每生产1t水泥就要排放接近1t的CO2，而矿粉作为一种绿色环保建筑材料，其原材料是炼铁过程中产生的废渣，每应用1t矿渣粉就可以减少约863kg的CO2排放。矿粉是生产高性能混凝土必不可少的组分，但是传统混凝土中矿粉的掺量一般在胶凝材料总量的40%以下。本文首先系统研究了矿粉掺量对胶凝材料体系基本性能的影响，认为矿粉掺量达到70%时，复合胶凝材料的性能仍能满足P·O32.5的要求；然后采用搅拌站常用的C30混凝土配合比，成功配制出了性能满足规范要求的

2、混凝土。利用该文章所述的复合胶凝材料制备的混凝土工作性能良好，早期强度略低于常规配方的混凝土，但后期强度能赶上甚至超过常规配方的混凝土。关键词：大掺量；粒化高炉矿渣粉；混凝土；复合胶凝材料前言我国水泥工业向地球大气层累计排放了75亿t的CO2，占全世界排放量的1/2，对环境影响很大，故未来的水泥工业必须严格限制硅酸盐水泥熟料的掺量。矿渣粉是一种绿色环保建筑材料，生产矿渣粉的原材料“矿渣”为炼铁过程的副产品，其生产过程中所产生的碳排放量仅为普通硅酸盐水泥的5%～10%，每应用1t粒化高炉矿渣粉可以减少863kg的CO2排放。粒化高炉矿渣粉作为一种高性能混凝土掺

3、和料已在商品混凝土中得到广泛应用，并且取得了良好的效果，如减少水化热、降低成本、增加耐久性等。目前混凝土中矿粉掺量一般在40%以下，但从活性分析上来看矿粉在混凝土中的取代量应该还可以增大。笔者以矿粉、粉煤灰、水泥组成复合胶凝材料，首先研究了矿粉掺量对胶凝材料基本性能的影响，确定合适的胶凝材料搭配比例；然后以此种胶凝材料进行C30混凝土的配制试验。1原材料及试验方法1.1原材料1.1.1矿粉采用武汉武新新型建筑材料有限公司生产的S95级矿粉，其主要技术指标见表1。1.1.2水泥采用湖北亚东水泥有限公司生产的P·O42.5水泥，其水泥性能见表2。1.1.3粉煤灰

4、武汉阳逻电厂生产的粉煤灰，其粉煤灰主要性能指标见表3。1.1.4减水剂武汉源锦建材科技有限公司生产的聚羧酸盐高效减水剂，减水率为21.2%，固含量为10.4%。1.1.5砂采用河砂作为细集料，细度模数为2.15，含泥量为2.4，其颗粒级配见表4。1.1.6石子所用石子的含泥量为0.2%，其颗粒级配见表5。1.2试验方法1.2.1试验设计首先研究了矿粉掺量对混凝土中胶凝材料体系基本性能的影响，并据此确定胶凝材料的组成；参照搅拌站常用的C30混凝土配合比配制混凝土并测试新拌混凝土性能及不同龄期的强度。1.2.2参照标准本研究主要试验参照的标准分别为：《水泥与减水

5、剂相容性试验方法》（JC/T1083-2008）；《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB50080-2002）；《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB50081-2002）；《混凝土强度检验评定标准》（GB50107-1010）；《水泥标准稠度用水量凝结时间安定性检验方法》（GB/T1346-2011）；《水泥胶砂强度检验方法》（GB/T17671-1999）；《水泥胶砂流动度测定方法》（GB/T2419-2005）。2试验数据及分析2.1胶凝材料体系的研究2.1.1矿粉掺量对水泥标准稠度用水量的影响从图1中可以看到，水泥的标准稠度用水量随矿粉掺量的增

6、加而减少，但当矿粉掺量增大至60%后，标准稠度用水量减少的趋势增加，这是矿粉的颗粒形貌以及颗粒级配等综合作用的结果[1]。矿粉与水泥的颗粒级配是互补的[2~3]。矿粉中小于3m的颗粒含量、大于32m的颗粒含量均小于相应的水泥中的颗粒含量，而3m～32m的颗粒含量则高于水泥。由此得出，矿粉的掺入可以使胶凝材料体系的孔隙率降低，减少填充水量。2.1.2矿粉掺量对水泥凝结时间的影响图2给出了不同矿粉掺量对复合胶凝材料浆体的凝结时间影响。水泥从加水开始到失去流动性，即从可塑状态发展到固体状态所需要的时间称为水泥的凝结时间。水泥的凝结时间分为初凝和终凝两种。初凝是指从

7、水泥加水拌和到水泥浆达到人为规定的某一可塑状态所需的时间。初凝表示水泥浆开始失去可塑性并凝聚成块，此时不具有机械强度。终凝是指从水泥加水拌和到水泥浆完全失去可塑性，达到人为规定的某一较致密的固体状态所需的时间。终凝表示胶体进一步紧密并失去其可塑性，产生机械强度，并能抵抗一定外力。从图2可以看到，随着矿粉掺量的增加，复合胶凝材料的初凝时间有增加趋势，而终凝时间却有减少的趋势。这说明该矿粉掺量增加后，使得复合胶凝材料浆体具有可塑状态的时间延长，而失去可塑性产生力学强度的时间则缩短。2.1.3矿粉掺量对水泥胶砂流动度的影响图3给出了矿粉掺量对胶砂流动度的影响规律。

8、从图3可以看到，在相同胶砂比（1∶3）、水胶比（0.