掺石灰石粉的水工混凝土耐久性试验研究_周妍妍.pdf
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1、 49 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 (第 50 卷)Heilongjiang Hydraulic Science and Technology (Total No.50)掺石灰石粉的水工混凝土耐久性试验研究周妍妍(北票市五间房水利服务站,辽宁 北票 122100)摘 要:以石灰石粉掺量为变量,试验探讨了石灰石粉对新拌混凝土和易性、抗压强度、抗冻性能、抗碳化性和抗氯离子渗透性的影响特征。试验表明:掺 15%石灰石粉时新拌混凝土的工作性良好,相较于基准组抗压强度各试验组并未下降;掺量在不超过 20%时混凝土性能下降不明显,掺量超过 20%时混凝土耐
2、久性开始劣化,通过合理控制掺量石灰石粉使用具有一定的技术可行性。关键词:水工混凝土;耐久性能;石灰石粉;试验研究 中图分类号:TV431 文献标识码:B文章编号:1007-7596(2022)12-0049-04 收稿日期 2022-11-15 作者简介 周妍妍(1 9 8 7-),女,辽宁北票人,工程师。近年来,随着水利工程的大规模建设,水工混凝土等原材料消耗量巨大。在大规模生产混凝土的同时也面临着一系列的问题,如水泥制造过程中会释放二氧化碳,并耗费大量天然材料和能源,造成生态环境的破坏以及经济成本的提升。因此,如何解决水泥生产所带来的不良影响逐渐成为行业内研究的热点问题1-4。目前,高性能
3、绿色混凝土被广泛应用于水利工程领域,低熟料胶凝材料体系必然成为未来的发展趋势。然而,早期使用的矿物掺合料也存在着一些问题,如矿渣粉和粉煤灰使用成本剧增,各种原材料日益短缺,急需一种既具有较好经济性又有利于环境保护的矿物掺合料来替代矿渣粉、粉煤灰,石灰石粉能够满足以上要求,早期的水利工程就有使用石灰石粉的案例,并且机制砂中的石粉含量往往较高5-6。因此,可以将部分石灰石粉掺入水工混凝土,通过耐久性试验判定石灰石粉能否作为掺合料使用。本文以石灰石粉掺量为变量,试验分析了石灰石粉对新拌混凝土和易性、抗压强度、抗冻性能、抗碳化性和抗氯离子渗透性的影响特征,可为消除水工混凝土中石灰石粉的使用顾虑提供一定
4、支持。1 试验方法1.1 原材料性能水泥:浑河P O 42.5级水泥,安定性(沸煮法)合格,细度(80m)0.6%,标稠用水量 26.5%,初凝、终凝时间 150min 和 225min,3d、28d 抗折强度为 5.7MPa 和 8.2MPa,抗压强度为 29.1MPa 和50.5MPa。粉煤灰:绥中电厂生产的级粉煤灰,45m 筛余 4.6%,密度 2.2g/cm3,需水量比 94.2%,烧失量 3.1%。石灰石粉:鲁能实业生产的石粉,亚甲蓝值 1.0g/kg,需水量比 100%,比表面积445m2/kg,45m 筛余 3.22%,密度 2.61g/cm3。矿粉:铁岭金泰 S95 级矿渣粉,
5、需水量比 96%,比表面积 40m2/kg,45m 筛余 3.22%,密度 2.82g/cm3。骨料:粗骨料用粒径 525mm 连续级配的天然碎石,空隙率 41%,堆积密度 1580kg/m3,表观密度2740kg/m3,含泥量 0.1%,针片状含量 5.8%,压碎指标 5.0%;细骨料用天然河砂,细度模数 2.5,含DOI:10.14122/ki.hskj.2022.12.015 50 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 (第 50 卷)Heilongjiang Hydraulic Science and Technology (Total No.5
6、0)泥量 2.0%,空隙率 35%,堆积密度 1580kg/m3,表观密度 2670kg/m3。外加剂:沈阳广源达 GYD-1聚羧酸高效减水剂,固含量 45%,含气量 2.1%,减水率 30%。1.2 试验方法试验设计 C30、C50 两种水工混凝土,以胶凝材料用量的 0%、15%、20%、25%、30%作为石灰石粉掺量,配合比设计如表 1 所示。表 1 试验配合比设计编号原材料用量/kg(m3)-1水胶比石粉掺量/%砂率/%水水泥粉煤灰矿粉石粉砂碎石A-0016017095135078010600.40042A-15160135851206078010600.401542A-20160135
7、751108078010600.402042A-25160140659510078010600.402542A-30160140608012078010600.403042B-00155195120170067010900.32038B-151551671001457367010900.321538B-20155158951359767010900.322038B-251551648012012167010900.322538B-301551697010014667010900.323038以水工混凝土试验规程、水工混凝土耐久性技术规范、水运工程混凝土施工规范等相关标准,试验测定新拌混凝土的和
8、易性、抗压强度、抗冻性能、抗碳化性以及抗氯离子渗透性。2 试验结果与分析2.1 掺石灰石粉的拌合物和易性对于拌合物工作性能大流态水工混凝土具有较高要求,试验时必须控制扩展度和坍落度处于合理范围,即 C30 新拌混凝土扩展度 400mm,坍落度处于 190230mm 范围,C50 新拌混凝土扩展度不低于 500mm,坍落度处于 220260mm 范围。通过调整减水剂用量判定拌合物和易性受石灰石粉掺量的影响,试验结果如表 2 所示。表 2 拌合物工作性能编号扩展度坍落度减水剂掺量/%和易性A-04302200.60泌水、轻微离析A-14502200.52不泌水离析A-25052250.65不泌水离
9、析A-34602200.84不泌水离析A-44402101.02不泌水离析B-05402400.81不泌水离析B-15852500.75不泌水离析B-26102450.80不泌水离析B-35602501.00不泌水离析B-45802451.05不泌水离析由表 2 可知,对于符合扩展度和坍落度要求的新拌混凝土,石粉掺量越高则减水剂用量越多;掺15%石粉时,基准组减水剂用量高于试验组,其扩展度和坍落度较小;石粉掺量不超过 20%时,试验组略优于基准组的和易性。这是因为石粉的平均粒径小于水泥,从而发挥一定的填充效应,水泥颗粒的间隙减少会增大自由水的占比,从而改善拌合物流动性。掺量超过 20%时减水剂
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