复合型掺合料的配制及其混凝土力学性能试验

摘要：高性能混凝土具有优越的工作性能、较高的强度和耐久性等优点。本试验以水泥胶砂28天抗压强度为检验指标逐步确定各掺合料的最佳取代水泥量。最后用单掺和三掺确定的各复合掺合料的取代水泥用量和比例配制高性能混凝土并研究其力学性能。

关键词：高性能混凝土；复合型掺合料；水泥胶砂

前言

将多种废渣粉末按照适当的比例复合，取代混凝土中的部分水泥，充分发挥各废渣特性的优良组合效果，克服单一品种的性能缺陷，起到多种组分性能的“超叠加效应”，同时能有效改善普通水泥混凝土的性能，使加入掺合料的混凝土性能更优越[1]。降低废渣对环境的污染，扩大高性能混凝土的应用范围。

试验原材料

采用中国水泥厂生产的“金宁羊”牌 Ⅱ42.5硅酸盐水泥；5～25mm连续级配的粗集料；厦门艾思欧标准砂有限公司生产的中国ISO标准砂；马鞍山钢铁集团的钢渣；华能Ⅰ级粉煤灰；云南产的硅灰；自来水。

水泥胶砂试验

1.单掺试验

从图2.1和2.2可以看出，随着钢渣和粉煤灰掺量的增加，水泥胶砂早期抗压强度都在降低，且单掺粉煤灰的胶砂抗压强度下降幅度比单掺钢渣的更加显著。除此之外，两者随着水泥胶砂水化龄期的延长，抗压强度之间的差距都随着掺量的增加而缩小。

从图2.3可以看出，掺了硅灰的试件早期强度较高，掺量小于11%时，抗压强度的曲线较平缓；大于11%以后，抗压强度曲线将出现上升趋势。且28d的抗压强度已超过基准水泥胶砂。

2.三掺试验

将磨细钢渣粉、粉煤灰和硅灰作为掺合料，确定复合掺合料的最佳比例，在此基础上采用正交分析不同取代量、不同配比对水泥胶砂性能的影响。以28天抗压强度作为考核指标（图2.4）。

由图2.4可知，在复合掺合料比例相同的条件下，掺入复合材料的水泥胶砂抗压强度随着取代水泥量的增加而降低。因此在满足工程需求的前提下可以适当的利用掺复合掺合料来降低工程投入和改善混凝土的性能。

掺复合型掺合料混凝土的

力学性能试验

本次试验以三掺水泥胶砂试验为基础（复合掺合料中磨细钢渣粉占50%，粉煤灰占37.5%，硅灰占12.5%），采用正交设计安排试验，选取水灰比、胶凝材料用量、砂率共三个因素，每个因素取三个水平。

以掺入复合掺合料的混凝土的28天抗压强度为考核指标，通过正交分析确定各个因素对其的影响，具体试验结果及正交分析如表3-1所示。

结论

1.掺合料的取代量是影响水泥胶砂性能的重要因素，水泥胶砂的抗压强度随着取代水泥量的增加有下降的走势。

2.通过对混凝土物理力学性能的试验发现，胶凝材料的用量对混凝土的物理力学性能有较大的影响，第二是水胶比，影响最小的是砂率。原因可能是：胶凝材料的增加可以加大集料间的粘聚力和早期的水化反应；水胶比的增大即指胶凝材料用量的降低，从而导致混凝土的流动性加大而集料相互间的流动阻力降低；砂率对混凝土的影响主要是集料对混凝土力学性能的影响，适宜的级配是混凝土强度的重要保证。