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矿粉对混凝土性能的影响
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矿粉对混凝土性能的影响

2021-11-30 12:21:06

矿粉对混凝土性能的影响


矿粉对混凝土性能的影响的研究可以由“矿粉+水泥浆体”到“矿粉+水泥胶砂”再到“矿粉混凝土”逐步进行。但对于普通应用单位,如商品混凝土搅拌站,就不必遵循此规律,可借鉴有关研究成果,直接进行混凝土试验,找出特定条件下的合理配合比。


1. 矿粉对混凝土工作性能和力学性能的影响


1)矿粉比表面积在430m2/kg~520m2/kg之间,掺量在30%~40%范围,增强效应表现得Z为显著。


2)单掺矿粉会使混凝土的粘聚性提高,凝结时间有所延长,泌水量有增大的迹象,可能对混凝土泵送带来一定的不利影响;


3)矿粉和Ⅰ级粉煤灰复配配制混凝土,可以充分发挥二者的“优势互补效应”,使混凝土的坍落度增加,和易性好,粘聚性好,泌水得到改善。同时混凝土成本可显著降低。


4)针对水泥-粉煤灰-矿粉胶凝材料体系,在等量取代的前提下,粉煤灰的掺量以不超过20%为宜,粉煤灰和矿粉掺量以不超过40%为宜,同时建议采用60d或90d强度作为混凝土评定标准,以充分利用混凝土的后期强度。

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2. 矿粉对混凝土耐久性的影响


1)混凝土水化热。掺加矿粉,可降低浆体水化热,单掺量小于50%时,水化热降低不明显。当达到70%掺量时,3d和7d水化热分别降低约36%和29%;矿粉和粉煤灰复配,可显著降低浆体3d、7d水化热,采用20%矿粉和20%粉煤灰复配,浆体3d和7d水化热分别降低38%和20%,对要求严格控温的大体积混凝土,矿粉和粉煤灰复配是理想的矿物掺合料组合,可以有效减少混凝土早期温缩裂缝的危险。


2)抗渗性能。混凝土中掺加矿粉或矿粉和粉煤灰复配,发挥掺合料的微集料效应和二次水化反应,可以使混凝土孔径细化,连通孔减少,混凝土密实性提高,从而大幅提高混凝土的抗渗性能。采用库仑电量方法评价,矿粉、粉煤灰和引气剂均能降低混凝土的渗透性,矿粉越细、掺量越大,特别是矿粉与粉煤灰和引气剂复合使用时,均能显著降低混凝土的渗透性;采用NEL方法评价,对于C30的混凝土,矿粉掺量、细度、复掺等措施均不能显著降低混凝土中的氯离子扩散系数,适当的引气剂则能明显降低混凝土的渗透性。对于C50的混凝土,矿粉及其与粉煤灰的复合掺和料,特别是引气剂均能显著降低混凝土的渗透性。


3)抗碳化能力。在达到相同强度的条件下掺矿粉混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土具有相同的抗碳化作用能力。


4)抗冻融能力。掺加矿粉,对混凝土的抗冻融性能有一定的改善作用,随混凝土标号的不同提高的幅度在25~50次范围。矿粉混凝土和普通硅酸盐水泥混凝土在强度和含气量相同的条件下抗冻融能力基本相同;适当掺加引气剂,适当的含气量和间距系数对混凝土的抗冻融十分必要。矿粉混凝土含气量达到3-4%,混凝土抗冻融循环次数可达250次以上,而且用矿粉取代部分普通硅酸盐水泥,并不影响引气剂效率,无须增加引气剂的掺量。


5)混凝土收缩。按现行标准测试,在配制C30标号等级混凝土时,掺加40%细度为430m2/kg的矿粉混凝土的干缩值与基准混凝土相比变化不大;而在配制C50标号等级混凝土时,掺加40%细度为520m2/kg的矿粉,混凝土的干缩值有一定程度的增加,早期(3、7天)增幅较后期大。矿粉细度在430m2/kg~520m2/kg之间变化,对混凝土干缩值的影响不明显。矿粉与粉煤灰复掺与矿粉单掺相比,明显增加混凝土干缩值,混凝土标号越高增加幅度越大。考虑前3天的自收缩,无论是配制C30混凝土,还是配制C50混凝土,采用单掺矿粉,与基准混凝土相比,收缩值均无明显变化。


6)混凝土抗裂性能。矿粉与粉煤灰复掺改善抗裂性效果优于矿粉单掺,这可能是由于复掺时的早期强度比单掺时低造成的。混凝土早期强度对混凝土早期抗裂性有重要影响,混凝土24小时强度越高,混凝土早期越易开裂。混凝土早期抗裂性与早期强度之间可能存在一个临界值,小于该强度值,混凝土不易开裂,大于该强度值,混凝土容易开裂。该值与环境条件及约束状态有关。


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