復合型摻合料的配制及其混凝土力學性能試驗

摘要：高性能混凝土具有優越的工作性能、較高的強度和耐久性等優點。本試驗以水泥膠砂28天抗壓強度為檢驗指標逐步確定各摻合料的最佳取代水泥量。最后用單摻和三摻確定的各復合摻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學性能。

關鍵詞：高性能混凝土；復合型摻合料；水泥膠砂

前言

將多種廢渣粉末按照適當的比例復合，取代混凝土中的部分水泥，充分發揮各廢渣特性的優良組合效果，克服單一品種的性能缺陷，起到多種組分性能的“超疊加效應”，同時能有效改善普通水泥混凝土的性能，使加入摻合料的混凝土性能更優越[1]。降低廢渣對環境的污染，擴大高性能混凝土的應用范圍。

試驗原材料

采用中國水泥廠生產的“金寧羊”牌 Ⅱ42.5硅酸鹽水泥；5～25mm連續級配的粗集料；廈門艾思歐標準砂有限公司生產的中國ISO標準砂；馬鞍山鋼鐵集團的鋼渣；華能Ⅰ級粉煤灰；云南產的硅灰；自來水。

水泥膠砂試驗

1.單摻試驗

從圖2.1和2.2可以看出，隨著鋼渣和粉煤灰摻量的增加，水泥膠砂早期抗壓強度都在降低，且單摻粉煤灰的膠砂抗壓強度下降幅度比單摻鋼渣的更加顯著。除此之外，兩者隨著水泥膠砂水化齡期的延長，抗壓強度之間的差距都隨著摻量的增加而縮小。

從圖2.3可以看出，摻了硅灰的試件早期強度較高，摻量小于11%時，抗壓強度的曲線較平緩；大于11%以后，抗壓強度曲線將出現上升趨勢。且28d的抗壓強度已超過基準水泥膠砂。

2.三摻試驗

將磨細鋼渣粉、粉煤灰和硅灰作為摻合料，確定復合摻合料的最佳比例，在此基礎上采用正交分析不同取代量、不同配比對水泥膠砂性能的影響。以28天抗壓強度作為考核指標（圖2.4）。

由圖2.4可知，在復合摻合料比例相同的條件下，摻入復合材料的水泥膠砂抗壓強度隨著取代水泥量的增加而降低。因此在滿足工程需求的前提下可以適當的利用摻復合摻合料來降低工程投入和改善混凝土的性能。

摻復合型摻合料混凝土的

力學性能試驗

本次試驗以三摻水泥膠砂試驗為基礎（復合摻合料中磨細鋼渣粉占50%，粉煤灰占37.5%，硅灰占12.5%），采用正交設計安排試驗，選取水灰比、膠凝材料用量、砂率共三個因素，每個因素取三個水平。

以摻入復合摻合料的混凝土的28天抗壓強度為考核指標，通過正交分析確定各個因素對其的影響，具體試驗結果及正交分析如表3-1所示。

結論

1.摻合料的取代量是影響水泥膠砂性能的重要因素，水泥膠砂的抗壓強度隨著取代水泥量的增加有下降的走勢。

2.通過對混凝土物理力學性能的試驗發現，膠凝材料的用量對混凝土的物理力學性能有較大的影響，第二是水膠比，影響最小的是砂率。原因可能是：膠凝材料的增加可以加大集料間的粘聚力和早期的水化反應；水膠比的增大即指膠凝材料用量的降低，從而導致混凝土的流動性加大而集料相互間的流動阻力降低；砂率對混凝土的影響主要是集料對混凝土力學性能的影響，適宜的級配是混凝土強度的重要保證。

（責任編輯：杜艷）