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高性能混凝土中的粉体效应初探
杜长兴1 丁秀珍2 门玉杰3
(1 黑河市大岛工程指挥部 ; 2 黑河建设局 ; 3 黑龙江省第一建筑工程公司)
＜＜低 温 建 筑 技 术＞＞总第 81期
【摘 要】 浅述了磨细增钙粉煤灰及磨细矿渣对高性能混凝土 (ＨＰＣ)的流态化效应及强度效应 ,通过初步试验 ,不但得出高粉体的细度越大时 ,粉体效应越明显 ,无论对于何种粉体 ,高粉体的细度超过水泥平均细度3 2 0 0ｃｍ2 /ｇ时 ,对高性能 (ＨＰＣ)的性能均是有益的。
【关键词】 高性能混凝土 ;粉体效应 ;流态化效应 ;强度效应
高性能混凝土 (ＨｉｇｈＲｅｒｆｏｒｍｅｎｃｅＣｏｎｃｒｅｔｅ)的组成中 ,粉体作为其中必不可少的组份之一 ,制约着ＨＰＣ的性能 ,本文重点撰写了一级增钙磨细粉煤灰粉体 ,其磨细矿渣粉体对ＨＰＣ的流动性能及其后期强度的影响。
1 粉体的作用
粉体由于其巨大的内比表面积 ,在磨细过程中每一颗粉体上都聚集着强大的表面性、当这些表面能集中堆积时 ,对混凝土将会产生十分强大的效应 ,如哈尔滨水泥厂生产的52 5#普硅水泥平均的比表面积约为 3 2 0 0ｃｍ2 /ｇ,将阿城热电厂Ｉ级增钙粉煤灰磨细到 60 0 0ｃｍ2 /ｇ时 ,以 3 5%的粉体取代等量水泥时 ,粉体的总表面积将比 65%的水泥比表面积还大 ,此时 3 5%的磨细灰与 65%普硅水泥所产生的总表面积的作用将会越过单一水泥时的本身 ,特别是在流动效应的体现上 ,小水灰比时混合体的流动效应性是单一水泥体的十几倍之多 ,而用 3 5%的磨细灰取代 3 5%的水泥时所拌制的混凝土的流变学特性参数将明显地能体现出ＨＰＣ的触变性能 ,此
时 ,可以大致概括出粉体在ＨＰＣ中的作用为[1 ]:填充作用、分散作用及其火山灰作用。
2 粉体的填充与分散效应
2. 1 粉体的填充效应
粉体的填充效应集中表现在高性能混凝土密实性的提高上 ,粉煤灰粉体中粒子直径小于 1 0 μｍ时 ,这时粉煤灰的比表面积可达 750 0～ 80 0 0ｃｍ2 /ｇ ,当水泥比表面积为 3 2 0 0ｃｍ2 /ｇ～40 0 0ｃｍ2 /ｇ时 ,粉煤灰的微粒正好能填充到水泥的空隙中去 ,在适当的比例与匹配下 ,可使胶液材料的空隙达到最小值。达到同样的坍落度时 ,含超细粉煤灰粉体的混凝土可以减小用水量或降低高效减水剂的用量 ,后期强度还可以提高 ,具体试验值列于表 1。
2. 2 粉体的分散效应
粉体的分散效应集中体现在对高性能混凝土坍落度提高及流动性增大的效应上 ,尤其是当Ｗ/Ｂ越小时 ,这一效应越明显 ,在Ｗ/Ｂ =0. 2 8时 ,可有效地提高流动性达 2 0倍以上 ,如果没有粉体的加入 , 0. 2 8Ｗ/Ｃ的混凝单一依*高效减水剂时是很难达到 1 80ｍｍ以上坍落度的。见表 2。
从表 2可见 ,当Ｗ/Ｂ从 0.3 8变到 0. 2 8时 ,粉体的流态化效应明显地表现出来 ,实现下低水胶比下的大流动度 ,如果没有粉体 (磨细粉煤灰、磨细矿渣 )的加入 ,混凝土的流动性能维持在 1 0ｍｍ/左右 ,属于硬性混凝土 ,加入粉体之后 ,混凝土就变成可泵送的流态混凝土 ,粉体之所以有如此显著的流化作用 ,来源于其分散效应 ,当玻璃质材料被充分细化以后 ,就获得了较高的表面性 ,当高效减水剂掺入后 ,由于高效减水剂优先选择附于磨细粉体上 ,而由于静电斥力而迅速使水泥颗粒分散开来 ,而表现统动性增大效应。日本学者通过了电位测试证明[2 ]:粉体浆体的 ζ电位比水泥高出近 2倍 ,也就是说粉体对高效减水剂的吸附能力远大于水泥对高效
减小剂的吸附能力 ,这就为粉体的分散机理提供了理论依据。
2.3 粉体的增强作用
粉体的增强作用主要表现在ＨＰＣ强度后期的大幅度提高 ,一般来说 90ｄ后的强度可达到同令期不掺粉体的空白混凝土的 1 2 5%～ 1 3 5%左右 ,试验表明 ,随着粉体细度的提高 ,对强度的增进率提高 ,粉体最适宜的掺量为 3 0 %时 ,可提高ＨＰＣ后期强度 1 0 %～ 3 0 %左右。
3 结论
3 . 1 矿渣、Ｉ级增钙粉煤灰经过充分磨细后 ,当此表面积达到大于普硅 52 5#水泥的
3 2 0 0ｃｍ2 /ｇ以上时 ,便可显现出其粉体效应。
3 . 2 磨细矿渣 ,Ｉ级增钙粉煤灰 ,当比表面积大于 60 0 0ｃｍ2 /ｇ时 ,当Ｗ/Ｂ为 0. 2 8时 ,其流态化效应可达不掺粉体的空白混凝土 1 9倍以上。
3 . 3 粉体的增强效应一般表现在 90ｄ左右 ,用 3 5%复合磨细矿渣与Ｉ级增钙灰粉体取代比 3 5%的 52 5#哈水普硅水比 ,ＨＰＣ强度可提高 3 5%以上。
参考文献
〔1〕冯乃谦 高性能混凝土的结构、性能与粉体效应 ,《混凝土与混制品》 , 1 996 2
〔2〕吴中伟 廉慧珍 高性能混凝土中国铁道出版社 ,北京1 999:ｐｐ90～ 92
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发表于 2014-6-23 11:16:33
