摻復合微細集料配制高性能混凝土

【摘要】本文研究了摻粉煤灰、低鈣石與沸石復合微細集料配制高性能混凝土的方法，并從實驗結果分析與探討了混凝土強度提高的作用機理。

【關鍵詞】復合微細集料；高性能混凝土；機理；實驗

一、前言

現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，促進了高性能混凝土的開發(fā)與應用。根據(jù)現(xiàn)代建筑物高層、重載、大跨度的特點和承受各種惡劣環(huán)境條件地需求，對混凝土的性能提出了更高的要求。它不僅要求混凝土的拌合物具有大流動性的施工性能，而且要求混凝土具有良好的力學性能和耐久性。因此，研究開發(fā)高性能混凝土，滿足現(xiàn)代建筑各個領域的需要成為一個新的研究課題。目前國內外配制高性能混凝土的技術途徑有很多，如采用硅灰或粉煤灰，摻用高活性的混合材與高效減水劑，或在混凝土中摻入微細集料都是提高混凝土強度的有效方法。本實驗采用普通廉價的原材料，常規(guī)混凝土工藝，摻復合微細集料(粉煤灰、低鈣石與沸石)配制C60高性能混凝土，并分析與探討了混凝土強度的作用機理。

二、實驗材料

1　水泥　采用廣西柳州水泥廠生產(chǎn)的525#硅酸鹽(I型)水泥，其性能見表1。

2　砂、石由建筑工地現(xiàn)場取回，其物理性能見表2。

3　摻合料　本實驗采用的摻合料為微細粉煤灰(Ⅱ級灰)，低鈣石粉和沸石粉，它們的化學成分及物理性能見表3。

4　外加劑　選用適宜的減水劑是配制高性能混凝土的關鍵技術之一。本實驗采用湛江外加劑廠生產(chǎn)的高效減水劑(FDN-5)，摻量為0.85％。

三、實驗結果與探討

1　粉煤灰與低鈣石、沸石雙摻對混凝土性能的影響

用Ⅱ級粉煤灰分別與細磨低鈣石粉和沸石粉配制混凝土，經(jīng)過多次的試驗，Ⅱ級灰取代率為15％，低鈣石、沸石的取代率為5％，結果列于表4。

從表4可看出，選用Ⅱ級灰與低鈣石粉或沸石粉雙摻，混凝土強度的順序為：TX4＞TX3＞TX2＞>TX1＞TX6＞TX5＞TX0。當Ⅱ級粉煤灰的摻量增加到20％后混凝土的早、后期強度則隨之降低。在每組相同摻量的粉煤灰、低鈣石與沸石的試樣中，摻沸石混凝土的RX3和RX28均高于摻低鈣石的試樣，說明沸石的火山灰“活性效應”優(yōu)于低鈣石。基準混凝土TX0試樣的水膠比大于Ⅱ級粉煤灰與低鈣石或沸石雙摻的TX1、TXX2、TX3、TX4、TX5、TX6試樣，而其坍落度則小于TX1、TX2、TX3、TX4、TX5、TX6試樣。值得注意的是，基準混凝土的水泥用量大，但其28天強度卻最低(65.6MPa)。這是由于基準混凝土水泥用量大，均勻性較差，并在水泥漿——粗集料界面因泌水作用而形成的孔隙率較高，使其承受荷載時容易造成破壞的薄弱層所致。但當在基準樣中摻入粉煤灰、低鈣石與沸石后，這些具有火山灰較高活性的微細集料，與其反應的ca(OH)2的總量增多，促進了水泥的水化，并在這些微集料表面生成低鋁的C—S—H凝膠，使?jié){體明顯的密實，界面粘結力增強，從而明顯地提高了水泥石的結構強度。

2　粉煤灰與低鈣石、沸石三摻對混凝土強度的影響

從表4的實驗結果中可看出，Ⅱ級粉煤灰與低鈣石或沸石雙摻，混凝土強度最高的TX4試樣還不能達到高性能混凝土的要求，能否用Ⅱ級粉煤灰與低鈣石和沸石復合三摻來配制高性能混凝土對降低混凝土的成本，并擴大其用量及綜合利用，保護環(huán)境具有重大意義。本實驗采用Ⅱ級粉煤灰與低鈣石和沸石微細集料復合三摻的方法，收到了較好的效果，實驗結果列于表5。

表5中的實驗結果表明，采用Ⅱ級粉煤灰與低鈣石或沸石復合三摻，其效果與粉煤灰與低鈣石或沸石雙摻試驗結果相比，可較大幅度地提高混凝土的早、后期強度，TY1試樣的28天強度高達73.6MPa。這是微細集料粉煤灰、低鈣石與沸石共同作用的結果。

四、結論

(1)添加粉煤灰、低鈣石與沸石微細集料復合三摻配制的混凝土，可在粉煤灰的作用的基礎上，增加低鈣石與沸石的活性作用，減少漿體中ca(OH)2含量，增加C—S—H和C—Al—H凝膠，改善混凝土的微觀結構，提高混凝土的密實度，從而使混凝土的強度有明顯的提高。

(2)采用粉煤灰、低鈣石與沸石微細集料復合三摻配制高性能混凝土，由于粉煤灰、低鈣石與沸石微細集料具有共同作用的綜合效應，因而改善了混凝土的力學性能與施工性能，為高性能混凝土的發(fā)展與應用提供了一個新的途徑。