超細(xì)礦渣粉在特細(xì)砂水工混凝土中的應(yīng)用研究

(新疆水利水電學(xué)校, 新疆 烏魯木齊 830013)

在上世紀(jì)三十年代，由于在混凝土當(dāng)中摻雜較多的外加劑，提升了混凝土種類，全面改善混凝土性能。長期以來，大多數(shù)建筑工程都使用中砂作為混凝土的細(xì)骨料，特細(xì)砂無法用作混凝土的配置材料或者配置出來的混凝土強(qiáng)度較低，所以很少有學(xué)者研究特細(xì)砂混凝土配置。在上世紀(jì)七十年代左右，外國開始使用特細(xì)砂作為混凝土細(xì)骨料，我國也開始研究混凝土細(xì)骨料的新材料。該種混凝土在實(shí)際使用期間需要注意施工環(huán)境的濕度情況，實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)護(hù)濕度與實(shí)際施工環(huán)境的濕度之間存在較大的差異性。超細(xì)礦渣粉主要是將?；郀t礦渣經(jīng)過研磨和干燥處理之后，符合相關(guān)活性指數(shù)的粉體。我國在礦渣資源方面占據(jù)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，將礦渣粉作為外加劑不僅能夠加強(qiáng)混凝土性能，還能夠避免對(duì)環(huán)境造成較大的污染。

1 試驗(yàn)設(shè)想以及相關(guān)要求

1.1 試驗(yàn)設(shè)想

此次試驗(yàn)主要是在配置水工混凝土?xí)r將超細(xì)礦渣粉作為細(xì)骨料。在實(shí)際配置期間需要使用我國標(biāo)準(zhǔn)的特細(xì)砂。由于特細(xì)砂具有較小的細(xì)度模數(shù)，但是表面積和孔隙率比較大，這就造成在配置混凝土?xí)r需要加大水量和水泥量。這樣就導(dǎo)致混凝土當(dāng)中的含水量持續(xù)增加，使用大量的水泥將會(huì)提升混凝土當(dāng)中的漿體含量，這樣將會(huì)嚴(yán)重影響硬化之后混凝土的體積收縮以及強(qiáng)度等。

為了避免影響混凝土質(zhì)量，此次研究主要是采用高性能泵送劑和超細(xì)礦渣粉進(jìn)行聯(lián)合使用。高性能泵送劑能夠降低混凝土配置期間的用水量，超細(xì)礦渣粉能夠提升混凝土的膨脹作用和強(qiáng)度，這樣能夠全面改善混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中的薄弱部位。從混凝土配置的理論知識(shí)看，復(fù)合使用兩種外加劑能夠有效避免特細(xì)砂水工混凝土當(dāng)中存在的強(qiáng)度問題，全面改善混凝土性能。

1.2 試驗(yàn)相關(guān)要求

此次試驗(yàn)需要滿足以下要求：（1）針對(duì)特細(xì)砂混凝土當(dāng)中砂的含量需要按照中砂和粗砂的含量進(jìn)行確定，堅(jiān)決不能含有泥團(tuán)；（2）需要將新伴混凝土的坍落度控制在一小時(shí)之后不會(huì)出現(xiàn)損失情況；（3）混凝土在硬化之后，其物理收縮值需要科舉制在常規(guī)收縮值范圍之內(nèi)；（4）在檢驗(yàn)混凝土?xí)r需要按照特細(xì)砂混凝土相關(guān)質(zhì)量要求進(jìn)行確定。

2 試驗(yàn)原材料

在特細(xì)砂混凝土試驗(yàn)基地，需要選取大量樣本對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)分析，按照試驗(yàn)結(jié)果顯示。此次使用的特細(xì)砂的各個(gè)質(zhì)量指標(biāo)都能夠全面滿足標(biāo)準(zhǔn)二類砂的要求，能夠配置多等級(jí)混凝土。

此次試驗(yàn)主要是使用 P·O32.5R級(jí)水泥，其抗壓強(qiáng)度能夠達(dá)到 46.2MPa，碎石厚度控制在15毫米左右，細(xì)度模數(shù)為1.21的特細(xì)砂。

各個(gè)原材料的質(zhì)量都能夠滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求，特細(xì)礦渣粉和高性能泵送劑的技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 超細(xì)礦渣粉的技術(shù)指標(biāo)

表2 高性能泵送劑技術(shù)指標(biāo)

3 試驗(yàn)結(jié)果

此次試驗(yàn)主要是配置五個(gè)強(qiáng)度的特細(xì)砂水工混凝土，強(qiáng)度等級(jí)為C15，C20，C25，C30和C35，每個(gè)強(qiáng)度都是使用9次平行試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化選擇。抗壓強(qiáng)度一共制作270組，1組收縮試件和5組抗?jié)B試件。在試配期間，首先選擇200kg/m3水泥用量，直至將水泥用量提升到 300kg/m3；此次使用的碎石主要是二級(jí)配，在復(fù)配之后的碎石為5-30.5等級(jí)范圍之內(nèi)，級(jí)配合格。將混凝土初始坍落度控制在（220 ±20）毫米范圍之內(nèi)，下表為混凝土坍落度以及初始配合比情況。

表3 混凝土坍落度值和初始配合比

4 分析試驗(yàn)結(jié)果

（1）從上表可以看出，不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的坍落度在一小時(shí)之內(nèi)沒有出現(xiàn)較大的改變，這就標(biāo)準(zhǔn)此次試驗(yàn)符合設(shè)計(jì)要求。并且隨著不斷增加的高性能泵送劑劑量，將會(huì)逐漸減少坍落度損失程度。以上現(xiàn)象可以看出，在混凝土拌合物當(dāng)中隨著不斷增加的緩凝組分，將會(huì)有效彌補(bǔ)拌合物坍落度損失。

（2）相比于同等級(jí)常規(guī)細(xì)砂水工混凝土，夾雜了超細(xì)礦渣粉的特細(xì)砂混凝土具有較高的強(qiáng)度以及良好的性能，導(dǎo)致該種現(xiàn)象的主要原因在于超細(xì)礦渣粉能夠全面發(fā)揮其活性作用。隨著不斷增加的混凝土強(qiáng)度，將會(huì)減少其用水量，這樣就能夠形成較小水膠比。在此次試驗(yàn)期間，用水量比較穩(wěn)定，并且具有顯著的水膠比層次，強(qiáng)度等級(jí)呈現(xiàn)均勻遞增情況。

（3）對(duì)于水工混凝土來講，衡量混凝土耐久性的主要技術(shù)指標(biāo)在于抗?jié)B性，在添加超細(xì)礦渣粉之后的特細(xì)砂水工混凝土，其抗凍性和抗?jié)B性都能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠全面應(yīng)用在水利工程當(dāng)中。

5 結(jié)束語

綜上所述，此次研究主要是將高性能泵送劑和超細(xì)礦渣粉進(jìn)行聯(lián)合使用，該種技術(shù)經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證之后比較成功。高性能泵送劑能夠減少混凝土在拌合期間的用水量，能夠形成較小水膠比。再加上超細(xì)礦渣粉，能夠全面加強(qiáng)混凝土的微膨效果和強(qiáng)度等，在較大程度上能夠加強(qiáng)特細(xì)砂混凝土強(qiáng)度，并且能夠有效補(bǔ)償收縮。此次試驗(yàn)全面滿足鮑羅米公式的規(guī)律。但是該種混凝土在實(shí)際使用期間需要注意以下方面：在施工期間需要注重施工環(huán)境的濕度情況，實(shí)驗(yàn)室養(yǎng)護(hù)濕度與實(shí)際施工環(huán)境的濕度之間存在較大的差異性。在混凝土體積收縮方面最重要的就是養(yǎng)護(hù)濕度，特別體現(xiàn)在特細(xì)砂混凝土當(dāng)中。

[1]王學(xué)兵,潘志華,沈曉冬,等.硫酸銨環(huán)境下超細(xì)礦渣粉摻量對(duì)水泥砂漿性能的影響[J].南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017,39(06):32-38.

[2]邢亞兵,王毅,胡凱偉.超細(xì)礦渣粉對(duì)硅酸鹽水泥性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響[J].材料導(dǎo)報(bào),2017,31(S1):402-405.