摻入鋼渣微粉混凝土的抗壓性能實(shí)驗(yàn)研究

黃琴 趙尹 秦樂(lè) 李玉翠 劉金旭

摘 ?要：把鋼渣微粉摻入到混凝土中可以增加其強(qiáng)度，減少混凝土坍落度的損失。文章通過(guò)鋼渣微粉代替不同體積的砂制成標(biāo)準(zhǔn)試塊，研究了鋼渣微粉摻量對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。將工業(yè)廢料鋼渣磨細(xì)后摻入到混凝土中，能改善混凝土的性能同時(shí)又能解決大量工業(yè)廢料的回收問(wèn)題，所以鋼渣混凝土的研究和應(yīng)用正成為熱點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廢料;抗壓強(qiáng)度;鋼渣微粉;混凝土;科研項(xiàng)目

中圖分類號(hào)：TU528.04 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1006-8937（2015）35-0160-01

1.1 試驗(yàn)材料

水泥：42.5硅酸鹽水泥;

石：連續(xù)粒徑，20～40 mm碎石，級(jí)配合格;

砂：連續(xù)級(jí)配細(xì)度模數(shù)為3.0的機(jī)制砂，表觀密度2 590 ?kg/m3;

鋼渣微粉;

水：自來(lái)水。

1.2 ?混凝土配合比

本次試驗(yàn)分為4個(gè)大組，依照鋼渣微粉所占比例為沙體積的0%，10%，20%，30%添加鋼渣微粉。相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

1.3 ?混凝土試塊的成型制作與養(yǎng)護(hù)方法

①將人工拌合的混凝土裝入尺寸為（150×150×150） mm3的試模，每組數(shù)量3塊。

②成型后的帶模試件在室內(nèi)靜置24 h后拆模搬入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，相對(duì)濕度為95%以上，室溫為20 °C，試塊放置在架上，試件之間的距離為15 mm，加濕方式為霧化加濕，養(yǎng)護(hù)齡期為 ? ? ?28 d。

1.4 ?混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)步驟

①取出達(dá)到實(shí)驗(yàn)齡期的試塊安放在試驗(yàn)機(jī)下壓板的正中央，當(dāng)承壓面與試件頂面垂直時(shí)，開(kāi)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)。

②以0.4 MPa/s的試塊加荷速度均勻而連續(xù)地加載。當(dāng)試件開(kāi)始急劇變形且接近破壞時(shí)，停止調(diào)整試驗(yàn)機(jī)油門至混凝土試件破壞，并記錄下破壞荷載。

2 ?試驗(yàn)結(jié)果分析

①抗壓強(qiáng)度按式計(jì)算：強(qiáng)度=P/A

P為試塊破壞荷載（N）;A為試塊承壓面積（mm2），試驗(yàn)結(jié)果精確至O.1 MPa。

②以3個(gè)試塊實(shí)測(cè)值的算術(shù)平均值作為該組試塊的強(qiáng)度值，如果兩個(gè)測(cè)值與中間值之差均超過(guò)中間值的15%，則此組實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)效。相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

2.1 ?實(shí)驗(yàn)表明

摻入鋼渣微粉的混凝土28 d齡期立方體抗壓強(qiáng)度高于不摻鋼渣微粉的基準(zhǔn)混凝土。其中，當(dāng)鋼渣微粉的摻量為砂體積10%時(shí)，混凝土出現(xiàn)最大強(qiáng)度為26.29 MPa此時(shí)鋼渣微粉混凝土比基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度上升13%，摻量為為砂體積20%時(shí)，鋼渣微粉混凝土強(qiáng)度與基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度相差不大，當(dāng)鋼渣微粉的摻量達(dá)到為砂體積30%時(shí)，鋼渣微粉混凝土的強(qiáng)度相比于基準(zhǔn)混凝土還是呈提高狀態(tài)。

由此可見(jiàn)，混凝土的抗壓強(qiáng)度與鋼渣微粉摻量之間不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，但有一個(gè)最佳摻量。

2.2 ?原因分析

砂是構(gòu)成混凝土的集料之一，在承載荷載時(shí)混凝土中砂所承受的應(yīng)力是大于混凝土的抗壓強(qiáng)度的，砂的尺寸結(jié)構(gòu)等都是影響混凝土強(qiáng)度的重要因素。

本實(shí)驗(yàn)用相同體積百分含量的鋼渣微粉取代砂作為混凝土拌合物的集料之一，其中鋼渣的主要礦物成分為鈣、鐵、鎂，而砂的主要成分為二氧化硅，在同一條件下以鈣質(zhì)骨料配置的混凝土強(qiáng)度要明顯高于硅質(zhì)混凝土。

此外，鋼渣微粉的粒型比砂更加均勻，粒徑也更加小，在水灰比一定時(shí)摻入鋼渣微粉使得集料數(shù)量增加減少了混凝土中孔隙的總體積，更好的發(fā)揮了集料對(duì)混凝土強(qiáng)度的作用，所以混凝土的強(qiáng)度能得到提高。

3 ?實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)對(duì)鋼渣微粉混凝土的力學(xué)性能結(jié)果分析和觀測(cè)拌合物性能指標(biāo)，得出如下結(jié)論：

①將鋼渣微粉摻入到混凝土中能使混凝土的強(qiáng)度明顯提高，但其與混凝土抗壓強(qiáng)度之間不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，混凝土中加入鋼渣微粉對(duì)其提高抗壓強(qiáng)度是有利的，但存在一個(gè)最佳摻量，所以應(yīng)切合實(shí)際配置其摻量。

②鋼渣微粉混凝土的使用：

其一，可作為“環(huán)境協(xié)調(diào)型綠色建筑材料”;

其二，用于填充溝槽管，鐵路軌道;

其三，配置高強(qiáng)度要求的泵送混凝土。

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