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矿渣微粉高性能混凝土及其工程应用
矿渣微粉高性能混凝土及其工程应用
摘要:本文首先分别介绍了矿渣微粉对混凝土工作性能、混凝土抗压强度和混凝土耐久性的影响,然后分析了矿渣微粉在高性能混凝土中的应用,最后阐述了矿渣高性能混凝土在首都国际机场停车楼工程中的应用。
关键词:矿渣微粉;高性能;混凝土;工程;应用
中图分类号:TU37 文献标识码: A
矿渣是高炉炼铁得到的以硅铝酸钙为主的熔融物,具有较高的潜在活性。矿渣微粉是矿渣磨细后的产物,等量取代部分水泥掺入混凝土中,可改善混凝土的工作性、延缓凝结时间、提高强度、改善耐久性。混凝土可持续发展的出路就是在现代混凝土科学技术发展的基础上,大量利用优质的工业副产品和废弃物,尽可能减少自然资源和能源的消耗,减少环境污染。因此,矿渣微粉是配制高性能
混凝土的理想材料。
1矿渣微粉对混凝土工作性能的影响
不同掺量的矿渣微粉对混凝土工作性能的影响是不同的。在保持混凝土坍落度基本相同的情况下,混凝土的单方用水量随矿渣微粉掺量的提高而减少,且经时损失趋向减小。这是由于矿渣微粉的微集料填充效应、形貌效应、分散效应等自身物理功效所产生的一种对混凝土的减水增塑作用的缘故。
随着矿渣掺量的增加,混凝土的坍落度增大,坍落度经时损失减小;随着矿渣细度的增加,混凝土坍落度先缓慢增加,后缓慢降低,在矿渣比表面积为某一特定数值时有最高点。
2矿渣微粉对混凝土抗压强度的影响
矿渣微粉取代少量的水泥时,混凝土早期强度略有提高,其主要原因是矿渣微粉的微填充效应和形貌效应在起作用。当取代量增大时,矿渣微粉的微填充效应和形貌效应不足以补偿因水泥大量减少而对混凝土早期强度的损害,故混凝土早期强度呈下降趋势,但28d强度均有所提高,掺量为30%时最高。混凝土后期强度的提高是由于矿渣微粉与Ca(OH)2发生二次反应,减少Ca(OH)2晶体在集料-水泥石界面的富集,降低Ca(OH)2晶粒尺寸,提高界面的致密性,从而有效地改善了集料-水泥石界面结构所致。
3矿渣微粉对混凝土耐久性的影响
掺入矿渣微粉的混凝土,具有较好的抗渗、抗冻性能,这是由于矿渣微粉的掺入使混凝土的用水量减少,且二次水化产物填充混凝土内部孔隙,使混凝土密实度提高所致。掺矿渣微粉的混凝土,初期收缩值较大,但后期收缩值低于基准混凝土,这是因为掺入矿渣微粉的混凝土,自加水拌和后,水化反应较慢,在初期,从混凝土中蒸发的水量比基准混凝土的大,因而收缩值较大,后期水化反应基本趋于稳定,且含矿渣微粉的混凝土密实度较高,因而后期收缩值较低。
另外矿渣微粉的掺入和游离CaO及高碱度水化硅酸钙产生二次反应,改善了水化胶凝物质的组成,减少或消除游离CaO,使混凝土中有效碱含量大大减少,有效地降低了碱集料反应的危害性;矿渣微粉的掺入,有效地减少了水泥用量,降低了混凝土水化热,尤其大体积混凝土因水化热开裂的可能性明显降低,这也可以提高混凝土的耐久性。
由于矿渣微粉混凝土的高抗渗性而且矿渣微粉还具有较强的吸附Cl-(氯离子)的能力,因而能有效地阻止Cl-渗透进入混凝土,使矿渣微粉高性能混凝土比普通混凝土在有Cl-环境中十分显著地提高了护筋性。混凝土的抗硫酸盐侵蚀主要取决于混凝土的抗渗性和水泥胶凝材料中CA矿物相含量和碱度,而矿渣微粉高性能混凝土材料中的C A 矿物