微珠在C70自密實混凝土中的應用

祁春媛，樊林生，任小杰

(1.佳木斯市水務局，黑龍江佳木斯154002;2.天津市水務局，天津300074;3.天津市薊縣水務局，沙北薊縣301900)

微珠在C70自密實混凝土中的應用

祁春媛1，樊林生2，任小杰3

(1.佳木斯市水務局，黑龍江佳木斯154002;2.天津市水務局，天津300074;3.天津市薊縣水務局，沙北薊縣301900)

隨著建筑行業的發展，對混凝土提出了更高的要求，高標號自密實混凝土在工程中的應用日趨廣泛。作為活性摻合料，硅灰存在收縮率大、價格高等問題。文章研究了超細粉煤灰-微珠替代硅灰加入C70自密實混凝土對工作性和強度的影響規律。

自密實混凝土;微珠;工作性;強度;抗滲性

0 前言

微珠是根據粉煤灰的礦物組成和理化特性，采用干法或濕法分選工藝制備的非碳物質。與常規粉煤灰相比，由于其顆粒小，比表面積大，含未燃盡碳極少，結構多為微小光滑的玻璃球，所以具有水硬膠凝性能，可以改善混凝土的工作性，減少泌水、離析等不良現象;同時減少單方用水量，增強混凝土的強度和抗滲性。

本文主要介紹微珠用于C70自密實混凝土，對其工作性和強度的影響，從而為工程上應用微珠配置高性能混凝土提供參考。

1 試驗用原材料

1.1 水泥

選用河北唐山冀東PO42.5水泥，各項物理力學性能指標見表1。

表1 水泥物理力學性能指標

1.2 粉煤灰

選用北疆電廠Ⅰ級粉煤灰，檢測結果見表2。

表2 粉煤灰的檢測結果

1.3 礦粉

選用河北唐山特種水泥廠S95級礦粉，檢測結果見表3。

表3 礦粉各項性能指標

1.4 碎石

碎石為河北玉田5—25連續級配，各項性能指標見表4。

表4 碎石性能指標

1.5 砂

砂為石家莊的河砂，所用砂石經檢測均為非活性集料，各項性能指標見表5。

表5 河砂性能指標

1.6 外加劑

采用博特聚羧酸高效減水劑，固含量為25%，與水泥適應性良好，具體結果見表6。

表6 外加劑各項性能指標

1.7 微珠

選用大沽化微珠，檢測結果如表7。

表7 微珠的檢測結果

2 配合比設計

2.1 計算水膠比

根據文獻顯示的各種摻合料在高標號自密實混凝土中膠凝材料的合理比例，按照粉煤灰20%，礦粉12%，制作膠砂試件，28 d抗壓強度為40.8 MPa。

2.2 計算用水量和各膠凝材料用量

按照Mehta和Aitcin教授的假定［1］，在高性能混凝土中漿體和骨料的體積比為3∶1，假設含氣量為3%。

VW=320+［1+0.335/W/B］=143kg/m3(3)

2.3 計算砂率

綜上，計算得出基準配合比見表8。

表8 C70自密實混凝土的設計配合比

經過試驗驗證，調整后的配合比見表9。

表9 C70自密實混凝土的基準配合比

3 微珠對C70自密實混凝土的影響

在基準配合比的基礎上，用微珠以不同的取代量取代硅灰，再增加微珠的用量取代部分粉煤灰，研究微珠用量對C70自密實混凝土工作性和強度的影響規律。配合比見表10，試驗結果見表11。

表10 微珠試驗的配合比設計

表11 微珠試驗的結果

通過表11的結果可知，使用微珠取代硅灰，隨著取代量的增加，外加劑的摻量逐漸降低，主要原因是硅灰的比表面積大于微珠，吸附能力較強。坍落度和擴展度并沒有發生明顯的變化。

V漏斗的漏空時間隨微珠摻量的提高而減少，使用微珠全部替代硅灰，漏空時間可以縮短4 s，當微珠取代粉煤灰達到50%時，漏空時間進一步縮短到20s，微珠對C70自密實混凝土的降黏效果明顯，有利于混凝土的泵送。

當微珠對硅灰的取代量超過75%以上，U型箱兩側差值均為0。

微珠的使用提高了自密實混凝土的通過能力，在施工當中減少了缺陷出現的機率，提高混凝土的密實度，解決了自密實混凝土高流動性和高穩定性的矛盾［2］。

隨著微珠取代硅灰比例的提高，混凝土早期和后期的強度均有所下降。與基準組相比，H4的3d、7d、28d強度分別降低了10%、5.7%、6.7%。微珠的活性低于硅灰，但遠高于Ⅰ級粉煤灰。當微珠取代粉煤灰比例達到50%，H4的3 d、7 d、28 d強度分別為基準配比的97.4%、101.9%、99.6%，各齡期強度接近或高于使用硅灰的基準配合比強度。

4 結語

1)微珠取代硅灰可以顯著提高C70自密實混凝土的工作性，V型漏斗試驗和U型箱試驗結果得到了顯著改善。

2)微珠取代硅灰使混凝土的強度有所降低。但使用微珠進一步取代粉煤灰可以顯著提高混凝土強度，達到使用硅灰的基準混凝土的強度，且混凝土的工作性能得到了進一步的改善。

［1］陳建奎，王棟民.高性能混凝土(HPC)配合比設計新法—全計算法［J］.硅酸鹽學報，2000(02):194-198.

［2］趙筠.自密實混凝土的研究和應用［J］.混凝土，2003(06):9-17.

Application of Bead in C70 Self-compacting Concrete

QI Chun-yuan1;FAN Lin-sheng2and REN Xiao-jie3
(1.Heilongjiang Province Jimusi City Water Conservancy Bureau，Jiamusi 154002，China;2.Tianjin City Water Conservancy Bureau，Tianjin 300074，China;3.Tianjin City Ji County Water Conservancy Bureau，Ji County 301900，China)

With the development of construction industry，higher request for concrete is put forward，high grade self-compacting concrete in engineering application is more and more widely used.As an active admixture，silica fume has high shrinkage rate and price.This paper mainly studies the workability and influence law for strength of ultrafine fly ash-beads to replace the silica fume on concrete.

self-compacting concrete;bead;workability;strength;impermeability

TU528

B

1007-7596(2014)06-0008-02

2013-02-21

祁春媛(1981-)，女，黑龍江呼蘭人，工程師;樊林生(1976-)，男，黑龍江方正人，高級工程師;任小杰(1981-)，男，天津薊縣人，助理工程師。