小摻量礦渣粉對混凝土劈裂抗拉強度的影響★

倪 康 張洪海

(云南農業大學水利學院，云南 昆明 650000)

·建筑材料及應用·

小摻量礦渣粉對混凝土劈裂抗拉強度的影響★

倪 康 張洪海*

(云南農業大學水利學院，云南 昆明 650000)

以15%以下的小礦渣粉摻量為對象進行試驗研究,將摻有不同摻量礦渣粉的混凝土進行劈裂抗拉強度試驗；比較幾種小摻量對混凝土劈裂強度值的影響。通過試驗得出：在小摻量范圍中，混凝土劈裂抗拉強度隨著摻量的增加呈現先增加后減小的趨勢。

礦渣粉，劈裂，小摻量，抗拉強度

0 引言

隨著混凝土的應用越來越廣泛，通過不同的添加劑或其他水泥的替代物來研究混凝土性能也越來越多，而礦渣粉作為工業的廢渣，可以循環利用，礦渣粉是最常用礦物添加劑之一。礦渣微粉作為混凝土的摻合料,首先它能夠從微觀上改善混凝土的內部結構,提高混凝土的強度性能,延長了混凝土的壽命，可減少維修及重建所需的大額費用。礦渣作為混凝土的摻合料,等量取代水泥,能顯著改善混凝土的工作性能。提高混凝土拌合物的流變性,使混凝土便于施工[1]。混凝土自身的抗拉強度很低，其抗拉強度還不到混凝土的1/10，當混凝土承受拉應力時，將導致其受拉區過早發生開裂[2]，很多研究表明礦渣的加入可以改善混凝土的抗裂性能。雖然礦渣的摻入對混凝土性能有所提升，但并不意味著摻量越大越好，混凝土很多的性能會隨著礦渣摻量的增加而減弱。本次試驗通過小摻量礦渣粉混凝土來進行劈裂抗拉強度研究。試驗所設計的三組不同礦渣摻量的混凝土將進行劈裂抗拉強度試驗。

1 試驗材料

1.1 水泥

水泥強度等級選用的是P.O42.5級，該普通硅酸鹽比表面積不小于300 m2/kg；初凝時間不小于45 min，終凝時間不大于10 h；3 d的抗壓強度不小于22 MPa，28 d的抗壓強度不小于42.5 MPa；安定性合格，且滿足實驗要求。水泥標準按GB 175—2007檢測，檢測結果合格；各項水泥指標均滿足要求。

1.2 摻合料

礦渣粉作為本次試驗唯一的摻合料，其產地來源于河南鄭州，礦渣經過磨細后，其性能才能充分的發揮出來，本次所使用的礦渣粉的比表面積為420 m2/kg；其鹽酸不容物小于0.02%，硫化合物0.1%,燒失量3.0；堿含量1.03；根據礦渣粉品質指標，該礦渣粉等級為S95，其各項指標也都滿足GB/T 203—2008各項性能要求。化學成分如表1所示。

表1 礦渣粉化學成分 %

1.3 骨料

通過規范計算出本次試驗所用的配合，同時計算得出骨料體積占混凝土總體積的78%，其中粗骨料為碎石，粒徑小于40 mm，級配良好；細骨料為中粗級人工砂，細度模數是3.08。滿足試驗要求。

1.4 減水劑

本次試驗減水劑用量較少，用量最大值為0.5%，采用的是第三代高性能減水劑(聚羧酸鹽類)，生產商來源于昆明強安混凝土外加劑有限公司，最高減水率可以達到20%，摻入減水劑后，混凝土的和易性有明顯改善，其效果顯著。

2 試驗概況

2.1 試驗方案

根據本次試驗的強度要求，試驗所選定的水膠比為0.5，用水量、砂率都采用的是常態混凝土表，配合比見表2；礦渣粉摻量選取分別為0%,5%,10%,15%四種摻量；使用150 mm×150 mm×150 mm試件進行裝模；齡期選取7 d,14 d,28 d；制備過程中通過加入減水劑，以提高混凝土的流變性，減水劑的比例分別為0%,0.1%,0.4%,0.5%，混凝土養護期達到7 d,14 d,28 d時分別對試件進行劈裂抗拉強度檢測。進行劈裂抗拉試驗時采用的是NYL-60壓力試驗機，最大壓力60 t。測量時需要對試件進行外觀處理，測量試件尺寸、將試件周圍清理平整。處理好后，按操作要求放置試件，然后測得數據。

表2 混凝土配合比表

2.2 試驗結果分析

對記錄的劈裂抗拉強度值進行數據整理(見表3),通過實驗結果得出：在養護齡期相同的條件下可以直觀的看出，10%摻量有最好的劈裂抗拉強度值；當礦渣粉摻量為5%時混凝土的劈裂抗拉強度7 d時低于普通硅酸鹽水泥，7 d后略高但無明顯差距；當礦渣粉摻量為10%,15%時混凝土的劈裂抗拉強度都有一個較好的提升，無論是從早期強度還是28 d強度，但礦渣粉摻量為15%時混凝土的劈裂抗拉強度呈下降趨勢，其強度高于0%,5%，低于10%；綜合分析10%礦渣粉摻量在小摻量礦渣粉混凝土中劈裂抗拉強度最好在7 d,14 d,28 d這三個養護齡期中，混凝土的劈裂抗拉強度呈遞增趨勢，見表3。

表3 礦渣混凝土劈裂抗拉強度

3 結語

1)混凝土的劈裂抗拉強度受水膠比、骨料的品種影響，通過加入礦渣粉的性能可以加強這種膠結能力，提升混凝土的劈裂抗拉強度。

2)當礦渣粉以較小的摻量加入時，混凝土在拌和過程中有較好保水性，且易于成型，其和易性較普通混凝土要好，摻入后混凝土的強度有所提升。

3)在小摻量的礦渣粉混凝土中，5%,10%,15%對混凝土的劈裂抗拉強度都有一個較好提升，但10%在小摻量之中強度值最高，15%相比有所下降，可以得出10%的礦渣粉在小摻量中效果最好。

[1] 范蓮花.礦渣微粉摻合料對混凝土性能的影響[D].西安：西安建筑科技大學，2007.

[2] 張小娜，蔡海勇.礦渣微粉對混凝土劈裂抗拉強度的影響[J].施工技術，2015,44(3)：70-71.

[3] 黃國興，陳改新，紀國晉，等.水工混凝土技術[M].北京：中國水利水電出版社，2014.

[4] SL 352—2006，水工混凝土試驗規程[S].

[5] 金偉良，趙羽習.混凝土耐久性[M].第2版.北京：科學出版社，2014.

Influence of the slag power small dosage quantity on splitting tensile properties of concrete★

Ni Kang Zhang Honghai*

(YunnanAgriculturalUniversity,CollegeofWaterConservancy,Kunming650000,China)

To small slag powder content below 15% as the object of study, will be mixed with different slag powder concrete splitting tensile strength test; comparison of several small dosage on the concrete influence of splitting strength. Through experiments: in the small dosage range, concrete splitting the tensile strength increases first and then decreases the increase in volume.

slag powder, splitting, small dosage, tensile strength

1009-6825(2017)22-0132-02

2017-05-27★：云南農業大學第十屆創新創業大賽項目(項目編碼：2017ZKX121)

倪 康(1993- )，男，在讀碩士

張洪海(1964- )，男，教授

TU502

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