复合掺和料在混凝土中的应用研究

摘要：本文介绍了矿渣粉、粉煤灰在混凝土中的试验和应用情况，经过反复试验和工程应用实践证明，复合掺和料对混凝土在长时间内保持良好的工作性能，对降低水化热，减少收缩裂缝有很好的改善作用，保证硬化后混凝土的力学性能，提高混凝土的抗渗性能，降低生产成本。

关键词：复合掺和料；混凝土的力学性能；抗渗性能，抗碳化性能

Abstract: this paper introduces the slag powder and fly ash in concrete test and application, after repeated experiments and engineering application practice has proved, composite materials were of concrete in long time to keep good work performance, the lower the hydration heat, reduce shrinkage crack have very good improving function, ensure hardening mechanics performance of the concrete, improving the concrete its anti-permeability, reduce the production cost.

Keywords: composite materials were; The mechanical properties of the concrete; Anti-permeability, carbonation resistance

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

前言

粉煤灰、矿渣粉是优质的混凝土掺合料和水泥混合材。目前，我国混凝土行业中较常用单掺技术，即使用水泥和粉煤灰掺和。但由于采用单掺时粉煤灰的最大掺量受到限制，所以水泥用量较高，这对混凝土在长时间内保持良好的工作性能，对降低水化热、减少收缩裂缝以及混凝土硬化后的体积稳定性及生产成本不利，我们选用有效成分含量高、质量好的矿渣粉作为水泥混凝土的掺合料，以充分发挥矿渣的潜在活性，从而使混凝土的多项性能得到极大的改善和提高。在满足强度及其他指标要求的情况下，尽可能的降低水泥用量。同时，矿渣粉与水泥存在一定的价差，等量取代后经济效益是显而易见的。因此，本文研究了粉煤灰和矿渣粉在混凝土中的应用。

1. 试验用原材料

1.1 水泥

广西华润（平南）水泥有限公司生产，P.O42.5R级。

表1水泥主要的物理性能

表2粉煤灰性能（%）

表3矿渣粉性能

广东中山市中天建材萘系高效减水剂，减水率23%，固体含量29%，掺量为胶凝材料用量的1.8%。

2配合比设计

本文以我公司生产的C30泵送混凝土配合比为基准，分别用30%粉煤灰及45%复合掺和料等量取代水泥共三组配比做对比试验。配合比设计严格按照JGJ55-2011普通混凝土配合比设计规程进行，混凝土各项指标按照GB/T50080-2002普通混凝土拌合物性能试验方法标准、GB/T50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准及GB/T50082/2009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准进行检验。

表4 混凝土配合比及性能

3混凝土拌合物的性能

1) 和易性：编号1样品坍落度为145mm，扩展度440mm，黏聚性大，保水性良好；编号2样品坍落度为150mm，扩展度470mm,黏聚性良好，保水性良好；编号3样品坍落度为155mm，扩展度510mm，黏聚性优，保水性好。试验结果表明：当掺有45%复合掺和料时混凝土流动性好，易于泵送，容易满足施工泵送要求，具有较好的可泵性。

2) 凝结时间及坍落度经时损失：编号3样品由于掺有矿渣粉，混凝土具有一定的缓凝效果。试验结果表明：编号3样品混凝土的初、终凝时间比编号1样品延缓凝结1h36min和1h32min；比编号2样品延缓凝结48min和52min。在坍落度经时损失方面，编号3样品经2h后坍落度损失仅为1mm，而编号1和编号2样品经2h后坍落度损失为5mm和3mm。

3) 水化热：编号3样品其水化热3d降低了66kj/kg,7d降低了50kj/kg。这表明掺有45%复合掺和料的混凝土可有效降低混凝土中水泥水化时的热量，对防止早期混凝土温度及收缩裂缝有非常好的改善作用。

4硬化后混凝土的性能

1) 力学性能：经过对比试验表明当混凝土中掺有45%复合掺和料时，7d抗压强度稍低，28d抗压强度有明显提高。同时，我们还对掺有45%复合掺和料的混凝土进行了轴心抗压、抗折、劈裂抗拉等强度的试验，其结果如下：

表5力学性能试验

2) 碳化试验：掺有45%复合掺和料的混凝土成型一组共3块100mm*100mm*300mm试件，拆模后放置在碳化箱（箱中CO2浓度20±3%，温度20±2℃，湿度70±5%）加速碳化，28d后碳化深度检测为零，表明掺有矿渣粉的混凝土具有良好的保护钢筋腐蚀的性能

3) 抗渗性能：掺有45%复合掺和料的混凝土成型一组共6块175mm*185mm*150mm试件，标养28d后做抗渗透试验，在加压至1.8MPa并持压8小时后无渗水现象，劈开后观察渗水情况，试件的渗水高度在5~15mm之间。试验结果表明：掺有45%复合掺和料的混凝土密实性好，适用于各种防水的混凝土结构。

5工程应用

某高层商品住宅，基础承台底板设计强度等级C30P6，承台截面尺寸较大，为大体积混凝土浇注。综合考虑（特别是水化热），采用了以上编号3样品配合比，掺用45%复合掺和料，混凝土具有良好的工作性能，力学性能以及耐久性能，完全满足施工要求，工程外观质量也非常好，受到业主、监理及施工单位的一致好评，同时也为公司降低了生产成本，取得了较大的技术经济、社会和环境效益。

6 结论

通过试验应用研究得到以下结论：

1复合掺和料取代部分水泥，能降低水化热，延缓凝结时间，改善混凝土的工作性能，提高抗渗性，防止碳化保护钢筋腐蚀。

2经过试验和实际施工效果表明复合掺和技术不但有较大的技术效益，而且有较大的经济效益，值得大力推广。

3复合掺和技术可以改善混凝土的耐久性，同时可以利用工业废料，保护环境，符合国家可持续发展的战略要求。

参考文献:

1 杜庆檐磨细矿渣粉在混凝土中的应用试验研究 混凝土 2006年6期

2 王玉瑛，张国强，宁文耀，杜守明.复掺技术在预拌混凝土中的应用.建筑技术. 第42卷第2期2011年2月

3 黄可知，黄娟. 粉煤灰复合矿物外加剂的研制. 房材与应用. 2002,30(5):23-24

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