微珠在C70自密實(shí)混凝土中的應(yīng)用

祁春媛，樊林生，任小杰

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

微珠在C70自密實(shí)混凝土中的應(yīng)用

祁春媛1，樊林生2，任小杰3

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

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，對(duì)混凝土提出了更高的要求，高標(biāo)號(hào)自密實(shí)混凝土在工程中的應(yīng)用日趨廣泛。作為活性摻合料，硅灰存在收縮率大、價(jià)格高等問(wèn)題。文章研究了超細(xì)粉煤灰-微珠替代硅灰加入C70自密實(shí)混凝土對(duì)工作性和強(qiáng)度的影響規(guī)律。

自密實(shí)混凝土;微珠;工作性;強(qiáng)度;抗?jié)B性

0 前言

微珠是根據(jù)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(zhì)。與常規(guī)粉煤灰相比，由于其顆粒小，比表面積大，含未燃盡碳極少，結(jié)構(gòu)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(xiàn)象;同時(shí)減少單方用水量，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性。

本文主要介紹微珠用于C70自密實(shí)混凝土，對(duì)其工作性和強(qiáng)度的影響，從而為工程上應(yīng)用微珠配置高性能混凝土提供參考。

1 試驗(yàn)用原材料

1.1 水泥

選用河北唐山冀東PO42.5水泥，各項(xiàng)物理力學(xué)性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 水泥物理力學(xué)性能指標(biāo)

1.2 粉煤灰

選用北疆電廠Ⅰ級(jí)粉煤灰，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 粉煤灰的檢測(cè)結(jié)果

1.3 礦粉

選用河北唐山特種水泥廠S95級(jí)礦粉，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 礦粉各項(xiàng)性能指標(biāo)

1.4 碎石

碎石為河北玉田5—25連續(xù)級(jí)配，各項(xiàng)性能指標(biāo)見(jiàn)表4。

表4 碎石性能指標(biāo)

1.5 砂

砂為石家莊的河砂，所用砂石經(jīng)檢測(cè)均為非活性集料，各項(xiàng)性能指標(biāo)見(jiàn)表5。

表5 河砂性能指標(biāo)

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(yīng)性良好，具體結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 外加劑各項(xiàng)性能指標(biāo)

1.7 微珠

選用大沽化微珠，檢測(cè)結(jié)果如表7。

表7 微珠的檢測(cè)結(jié)果

2 配合比設(shè)計(jì)

2.1 計(jì)算水膠比

根據(jù)文獻(xiàn)顯示的各種摻合料在高標(biāo)號(hào)自密實(shí)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(qiáng)度為40.8 MPa。

2.2 計(jì)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(shè)含氣量為3%。

VW=320+［1+0.335/W/B］=143kg/m3(3)

2.3 計(jì)算砂率

綜上，計(jì)算得出基準(zhǔn)配合比見(jiàn)表8。

表8 C70自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)配合比

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，調(diào)整后的配合比見(jiàn)表9。

表9 C70自密實(shí)混凝土的基準(zhǔn)配合比

3 微珠對(duì)C70自密實(shí)混凝土的影響

在基準(zhǔn)配合比的基礎(chǔ)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(duì)C70自密實(shí)混凝土工作性和強(qiáng)度的影響規(guī)律。配合比見(jiàn)表10，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表11。

表10 微珠試驗(yàn)的配合比設(shè)計(jì)

表11 微珠試驗(yàn)的結(jié)果

通過(guò)表11的結(jié)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(qiáng)。坍落度和擴(kuò)展度并沒(méi)有發(fā)生明顯的變化。

V漏斗的漏空時(shí)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(shí)間可以縮短4 s，當(dāng)微珠取代粉煤灰達(dá)到50%時(shí)，漏空時(shí)間進(jìn)一步縮短到20s，微珠對(duì)C70自密實(shí)混凝土的降黏效果明顯，有利于混凝土的泵送。

當(dāng)微珠對(duì)硅灰的取代量超過(guò)75%以上，U型箱兩側(cè)差值均為0。

微珠的使用提高了自密實(shí)混凝土的通過(guò)能力，在施工當(dāng)中減少了缺陷出現(xiàn)的機(jī)率，提高混凝土的密實(shí)度，解決了自密實(shí)混凝土高流動(dòng)性和高穩(wěn)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(qiáng)度均有所下降。與基準(zhǔn)組相比，H4的3d、7d、28d強(qiáng)度分別降低了10%、5.7%、6.7%。微珠的活性低于硅灰，但遠(yuǎn)高于Ⅰ級(jí)粉煤灰。當(dāng)微珠取代粉煤灰比例達(dá)到50%，H4的3 d、7 d、28 d強(qiáng)度分別為基準(zhǔn)配比的97.4%、101.9%、99.6%，各齡期強(qiáng)度接近或高于使用硅灰的基準(zhǔn)配合比強(qiáng)度。

4 結(jié)語(yǔ)

1)微珠取代硅灰可以顯著提高C70自密實(shí)混凝土的工作性，V型漏斗試驗(yàn)和U型箱試驗(yàn)結(jié)果得到了顯著改善。

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

［1］陳建奎，王棟民.高性能混凝土(HPC)配合比設(shè)計(jì)新法—全計(jì)算法［J］.硅酸鹽學(xué)報(bào)，2000(02):194-198.

［2］趙筠.自密實(shí)混凝土的研究和應(yīng)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(jí)工程師;任小杰(1981-)，男，天津薊縣人，助理工程師。