沸石粉對自密實混凝土內(nèi)養(yǎng)護效果的試驗研究

肖良麗，榮亞威，向銘銘，陳今東，鄭世豪，雷　勇

(武漢科技大學城市建設學院，武漢 430070)

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沸石粉對自密實混凝土內(nèi)養(yǎng)護效果的試驗研究

肖良麗，榮亞威，向銘銘，陳今東，鄭世豪，雷勇

(武漢科技大學城市建設學院，武漢 430070)

摘要：論文主要研究沸石粉對自密實混凝土的強度和內(nèi)養(yǎng)護效果的影響。通過六組108塊膠砂齡期分為7 d、28 d、90 d的試塊的抗折和抗壓強度以及5組90塊混凝土試塊的齡期為7 d、28 d、90 d抗壓強度的研究顯示：摻有0~4%沸石粉對自密實凝土的膠砂體系強度的內(nèi)養(yǎng)護效果和強度及摻有0~2%沸石粉對提高自密實凝土的內(nèi)養(yǎng)護效果和強度效果最佳；在摻有沸石粉的自密實混凝土的強度和內(nèi)養(yǎng)護性能可以協(xié)調(diào)發(fā)展，即在改善混凝土內(nèi)養(yǎng)護性能的同時，提高混凝土的強度。

關鍵詞：內(nèi)養(yǎng)護；沸石粉；自密實混凝土；抗壓強度

近年來，我國建筑行業(yè)對高性能混凝土的需求量越來越大。但是高性能混凝土水灰比一般都較低，并且高活性礦物摻合料的廣泛應用，其二次水化反應又需要更多的水分，加劇了混凝土的早期和后期自收縮，因而，高性能混凝土的養(yǎng)護是十分必要的，混凝土內(nèi)養(yǎng)護技術在一定程度上能夠解決高性能混凝土收縮開裂問題。高效的內(nèi)養(yǎng)護可以減少混凝土的開裂，促進水泥水化及礦物摻合料的二次水化，提高混凝土的強度和耐久性。該文主要研究常見混凝土摻料沸石粉作為內(nèi)養(yǎng)護劑對自密實混凝土的強度的影響[1-4]。

1試驗

1.1　原材料

1)礦粉，亞東S95礦粉，礦粉的化學成分如表1所示，礦粉性能指標符合《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣》 GB/T 18046—2008 要求。

水泥：采用P·O42.5水泥，其化學成分含量如表1所示。

2)粉煤灰：粉煤灰采用Ⅰ級粉煤灰，其化學成分含量如表1所示。

3)微珠：其化學成分如表1所示。

4)碎石：針片狀含量3.6%，壓碎指標7.5%，含泥量0.5%，泥塊含量0%，級配合格，符合5～20 mm碎石標準要求。

5)砂子：細度模數(shù)2.59，含泥量2.9%，泥塊含量0%，級配合格，符合Ⅱ級中砂標準求有機物含量少、無堿活性。

6)減水劑：西卡PC-5減水劑。

7)拌合水：采用符合《混凝土用水標準》(JGJT 63—2009)的要求的拌和用水。

1.2　方法

膠砂試塊的制作方法：每鍋膠砂用攪拌機進行機械攪拌。把水加入鍋里，再加入水泥，把鍋放在固定架上，上升至固定位置。然后立即開動機器，低速攪拌30 s后，在第二個30 s開始的同時均勻地將標準砂加入。各個攪拌階段，時間誤差應在±1 s以內(nèi)。試件參照《水工混凝土試驗規(guī)程》成型制作?；炷量箟簭姸鹊臏y定方法按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》(GB/T 50081—2012)規(guī)定的方法進行測定，齡期分為7 d、28 d、90 d[5-8]。

混凝土試塊制作方法:為使混凝土內(nèi)養(yǎng)劑在混凝土中均勻地分散，按一定的順序添加混凝土原材料。首先把膠凝材料與砂石一起加入攪拌機，干攪30 s后將外加劑、水和吸水后的沸石粉加入，再攪拌3 min?；炷恋臓顟B(tài)控制在塌落度為600~650 mm之間，主要控制外加劑用量，用水量保持定量。試件參照《水工混凝土試驗規(guī)程》成型制作。混凝土抗壓強度的測定方法按照《普通混凝土力學性能試驗方法標準》(GB/T 50081—2012)規(guī)定的方法進行測定，齡期分為7 d、28 d、90 d。

1.3　試驗器材

1)膠砂抗折試驗機：無錫建筑材料儀器機械廠YDW-10微機控制電子式抗壓抗折試驗機。

2)膠砂抗壓試驗機：無錫建筑材料儀器機械廠TYE-300型壓力試驗機。

3)混凝土抗壓試驗機：中國建材技術裝備總公司無錫建筑材料儀器機械廠NYL-3000B壓力試驗機。

1.4　試驗方案

1)沸石粉膠砂試驗設計

實驗目的：研究沸石粉摻量對自密實混凝土相應膠砂抗壓和抗折強度的影響，為摻入沸石粉作為內(nèi)養(yǎng)護劑的混凝土在實際工程中的應用提供膠砂的最優(yōu)配合比。

方案：沸石粉取代水泥質量分數(shù)0%、2%、4%、6%、8%、10%開展膠砂試驗，成型后測試7 d、28 d、90 d強度。試塊尺寸為40 mm×40 mm×160 mm的棱柱體，共六組108塊膠砂試塊。

2)沸石粉在混凝土中的應用研究試驗配合比

實驗目的：研究沸石粉摻量對自密實混凝土在自然養(yǎng)護和標準養(yǎng)護下的抗壓強度的影響，研究出沸石粉作為內(nèi)養(yǎng)護劑在自密實混凝土中的最優(yōu)摻量。

方案：沸石粉摻量控制在0%、2%、4%、6%、8%替代水泥配合比如表2。減水劑含量根據(jù)狀態(tài)調(diào)整。成型過程中對其工作性能進行測試，塌落度均控制在600~650 mm。成型后測試7 d、28 d、90 d抗壓強度。試塊150 mm×150 mm×150 mm，一共制作混凝土試塊5組90塊。

表2　膠砂試驗配合比

表3　混凝土試驗配合比

備注：1)表2,表3除了減水劑是相對于水的含量是占水的百分比外，其他的材料含量單位均是kg；2)試驗時碎石含水量1.46%，河沙含水量12.2%；3)實驗計劃有6#試驗組，即沸石粉替代量10%的試驗，由于3#、4#、5#的減水劑摻量均大于15%，從實際的施工考慮來看，不經(jīng)濟，舍棄。4)表3所列配合比每組均有兩個配合比，其中現(xiàn)場配合比是根據(jù)實驗室配合比以及河沙碎石含水量計算所得。

2沸石粉對膠砂度的影響

標準條件養(yǎng)護和自然養(yǎng)護條件下，沸石粉的摻入對膠砂試塊各個時期的抗折及抗壓強度的影響如圖1和圖2所示。

分析圖1和圖2可得，沸石粉對膠砂的抗壓、抗折強度的影響顯著，隨著沸石粉摻量的提高，會產(chǎn)生膠砂強度下降的現(xiàn)象，在未加沸石粉的狀態(tài)下，標準養(yǎng)護下的膠砂的抗折和抗壓強度比自然養(yǎng)護下的膠砂的抗折和抗壓強度要高，但在加入沸石粉之后，兩者之間的強度差值減小，而且在沸石粉含量相同的情況下，隨養(yǎng)護時間的增加，兩者之間的強度差值減小。由此可見，沸石粉對膠砂有較好的內(nèi)養(yǎng)護效果。由圖1和圖2綜合分析可得，膠砂中的沸石粉最優(yōu)摻量是在0~2%。

3沸石粉對自密實混凝土強度的影響

標準條件下養(yǎng)護和自然條件下養(yǎng)護，沸石粉的摻入對自密實混凝土強度性能的影響如表4和圖3所示。

表4　沸石粉對自密度混凝土強度的影響　/MPa

分析圖3可得，沸石粉對自密實混凝土的強度的影響顯著，隨著沸石粉摻量的提高，會產(chǎn)生混凝土強度下降的現(xiàn)象，在未加沸石粉的狀態(tài)下，標準養(yǎng)護下的自密實混凝土強度比自然養(yǎng)護下的自密實混凝土的強度要高，但在加入沸石粉之后，早期時兩者之間的強度差值減小，內(nèi)養(yǎng)護效果顯著，但在后期，內(nèi)養(yǎng)護效果不明顯。由此可見，沸石粉能提升自密實混凝土早期的內(nèi)養(yǎng)護效果。從圖3中看出，自密實混凝土中的沸石粉最優(yōu)摻量是在0~4%。

4結論

a.在摻入沸石粉時，自密實混凝土膠砂的自然養(yǎng)護條件下的抗壓和抗折強度能相對提高，但摻量過多時對自密實混凝土膠砂強度有負面影響，可以較小幅度地降低自密實混凝土膠砂的強度。由以上分析可得，膠砂中的沸石粉最優(yōu)摻量是在0～2%。而要取得更精確的最優(yōu)摻量，需在此摻量范圍內(nèi)進行進一步試驗研究。

b.在摻入沸石粉之后，自密實混凝土在自然養(yǎng)護條件下的強度能相對提高，而且對早期的混凝土強度影響更顯著。但摻量過多時自密實混凝土的強度有所降低。由以上分析可得，自密實混凝土的沸石粉最優(yōu)摻量是在0~4%。而要取得更精確的最優(yōu)摻量，需在此摻量范圍內(nèi)進行進一步試驗研究。

c.在摻有沸石粉的自密實混凝土的強度和內(nèi)養(yǎng)護性能可以協(xié)調(diào)發(fā)展，即在改善混凝土內(nèi)養(yǎng)護性能的同時，提高混凝土的強度。

d.隨著沸石粉摻量的提高，為保證自密實混凝土的工作性能，需提高減水劑摻量，從經(jīng)濟角度來看，為了不過多摻入減水劑，可以研究如何在保證沸石粉對自密實混凝土的內(nèi)養(yǎng)護性能的效果的前提下，較少使用減水劑。

參考文獻

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[2]逄魯峰. 新型內(nèi)養(yǎng)護劑對高性能混凝土強度和收縮性能的影響[C].山東華迪建筑科技有限公司，“科隆杯”混凝土外加劑征文集分會第十三次會員代表大會論文集.山東,2012.

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[8]sl352.水工混凝土試驗規(guī)程[S]． 北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2006.

Internal Curing Effect Experimental Research of

Self-compacting Concrete

XIAOLiang-li,RONGYa-wei，XIANGMing-ming，CHENJin-dong，ZHENGShi-hao，LEIYong

(School of Urban Construction,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430070,China)

Abstract:The influence of zeolite powder to the strength and the effect of internal curing of self-compacting concrete are mainly discussed in this article. The result of test about the flexural strength and the compressive strength of motar and the compressive strength of concrete reveals: Motar mixed with 0~2% zeolite powder is the optimal production in the effect of internal curing and strength, self—compacting concrete mixed with 0~4% zeolite powder is the optimal production in the effect of internal curing and strength.The strength and the performance of internal curing of the self-compacting concrete mixed with zeolite powder can develop coordinately,that is,the internal curing performance of concrete can be improved while the strength of the concrete is enhanced.

Key words:internal curing；zeolite powder；self-compacting concrete；compressive strength

作者簡介：肖良麗(1973-)，副教授.E-mail:xiaoliangli@wust.edu.cn

基金項目：武漢科技大學大學生創(chuàng)新項目.

收稿日期：2015-10-17.

doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2015.06.010