矿渣细骨料混凝土孔隙结构对抗压强度的影响.pdf
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1、2 0 1 6年 第 3期 ( 总 第 3 1 7 期) N u mb e r 3 i n 2 0 1 6 ( T o t a l No 3 1 7 ) 混 凝 土 Con c r e t e 原材料及辅助物料 M AT ERI AL AND ADMI NI CLE d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 6 0 3 0 2 0 矿渣 纽骨料混凝土孔隙结构对抗压强度 的影 响 石东升 , 王安 ( 内蒙古工业大学 土木工程学院,内蒙古 呼和浩特 0 1 0 0 5 1 ) 摘要 : 通过试验分别测定了粒化高炉矿渣和天然砂分别作为细
2、骨料时混凝土的抗压强度及孔隙分布和孔隙度 , 分析 了混凝土 孔隙结构对其抗压强度的影响。 结果表明: 与普通混凝土相 比, 粒化高炉矿渣代砂混凝土早期抗压强度略低于普通混凝土但其 后期强度增长较快 , 且水胶比越大粒化高炉矿渣代砂混凝土后期强度增长越快 ; 混凝土孔隙度 随龄期 的增大而减小 。 在水胶比 相同的情况下, 普通混凝土孔隙度小于粒化高炉矿渣代砂混凝土孔隙度。 对于采用 同种细骨料的混凝土, 水胶 比越大其孔 隙度 也越大 ; 混凝土的抗压强度随孔隙度的增大而减小, 且孔隙尺寸越大数量越多混凝土的抗压强度越小。 关键词 : 粒化高炉矿渣; 混凝土; 孔隙分布; 孔隙度; 抗压强度
3、 中图分类号: T U 5 2 8 0 4 1 文献标志码: A 文章编号: 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 6 ) 0 3 0 0 8 0 0 4 E ffe c t o f s l a g f i n e a g g r e g a t e c o n c r e t e p o r e s t r u c t u r e on c o mp r e s s i v e s t r e n g t h S HIDo n gs h e n g,WANG An ( S c h o o l o f Ci v i l En g i n e e r i n g, I n n e r
4、Mo n g o l i a Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y, H o h h o t 0 1 0 0 5 1 , Ch i n a ) Abst r a c t: Thr o ug h t h e e x p e r i me n t me a s u r e d i n t h e g r a n u l a t e d b l a s t f u r n a c e s l a g a n d n a t u r a l s a n d a s fin e a gg r e g a t e c o n c r e t e c o mp
5、 r e s s i v e s t r e n g t h a n d po r e d i s t rib ut i o n a n d p o r o s i t y, a n a l y z e s the i n f l u e n c e o f p o r e s tr uc t ur e o n the c o mp r e s s i v e s t r e n g t h Th e r e s u l t s s h o w t h a t c o mp a r e d wi t h o r d i n a r y c o n c r e t e, t h e c o mp
6、 r e s s i v e s e n g t h o f c o n c r e t e c o n t a i n i n g g r a n u l a t e d b l a s t f ur n a c e s l a g a g g r e g a t e s a t e a r l y i s l o w b u t i t s l o n g a g e d s t r e n g th i n c r e a s e s r a p i d l y, a n d t h e wa t e r b i n d e r r a t i o mo r e b i g t h e
7、l o n g a g e d s t r e n g th o f t h e c o n c r e t e c o n t a i n i n g gr a n u l a t e d b l a s t f u r n a c e s l a g f a s t e r g r o wth Co n c r e t e p o r o s i t y d i m i n i s h e s wi t h a g e I n t h e c a s e o f t h e s a m e wa t e r b i n d e r r a t i o, t h e p o r o s i
8、t y of t he o r d i na r y c o n c r e t e i s l o we r t ha n t h e c o n c r e t e c o n t a i n i n g g r a n ul a t e d b l a s t f u r n a c e s l a g To a d op t t h e s a me fin e a gg r e g a t e c o n c r e t e, wa t e r b i n d e r r a t i o t h e g r e a t e r t h e p o r os i t y i s l a
9、 r g e r Th e c o mp r e s s i ve s t r e n g th o f c on c r e t e d e c r e a s e s wi t h t h e i nc r e a s e o f p o r o s i t y, t he mo r e p o r e s i z e, the g r e a t e r the n u mb e r o f p o r e, t h e s ma l l e r t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g th o f c o n c r e t e Key wor d
10、s: g r a n u l a t e d b l a s t f u ma c e s l a g; c o n c r e t e; p o r e d i s t r i b u t i o n; p o r o s i t y; c o mp r e s s i v e s tre ng th 0 引言 1 原材料及试验方法 高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣 。 当 熔融状态的高炉矿渣经水淬骤冷成粒状矿渣 时, 称为粒化 高炉矿渣 。 粒化高炉矿渣的化学成分和普通硅酸盐水泥较 为接近 , 具有一定的潜在水硬性。 粒化高炉矿渣 的物理性 质类似于天然砂。 与天然砂相 比, 粒
11、化高炉矿渣颗 粒形状 不规则 、 表面较为粗糙且孔隙较多。 研究表 明, 粒化高炉矿 渣作为混凝土细骨料其压碎指标值要远远大于天然砂 。 在 相 同水胶 比的条件下 , 粒化高炉矿渣代砂混凝土 的早期强 度略低于普通混凝土 , 但其后期强度增长较快 , 粒化 高炉 矿渣代砂混凝土后期强度 已和普通混凝土非 常接近 , 有的 甚至 已超过普通混凝土强度 。 本研究通过试验分别测定 了粒 化高炉矿渣 和天然砂 分别作为细骨料时混凝土 的孔 隙分布和孔隙度 , 研究 了混 凝土抗压强度和其孔隙结构之间的关系 , 并结合 国外 已有 的孔隙度与强度的半经验计算式对试验数据进行拟合 。 1 1 原材料及
12、配合 比 水泥 : P 0 5 2 5 级水泥和 P L H 5 2 5 级低热硅酸盐水 泥 ; 矿渣 : 选取 3种不 同产地 的粒化高 炉矿渣 , 分 别记为 S一1 、 S一2和 s一3 , 其 表观 密 度分 别 为 2 7 7 0 、 2 6 9 0 、 2 5 8 0 k g m , 含水率分 别为 0 7 4 、 0 6 7 和 2 4 5 ; 天然 砂 : 中砂 , 细度模数 2 7 9 , 表观密度为2 6 0 0 k g m , 含水率 为 2 0 9 ; 碎石 : 粒径 5 1 5 mm 的碎石 ; 减水 剂 : 聚羧 酸高 效减水剂。 混凝土配 合 比设 计 4个 强
13、度 等 级 , 水 胶 比分别 为 0 5 5 、 0 4 0 、 0 3 0 、 0 2 5 , 水胶 比为 0 2 5时采用低热硅酸盐水 泥 , 其余 的均采用普通硅酸盐水泥。 每 个强度等级 的混凝 土均采用 4种不同的细骨料 , 分别为天然砂和 3种不同产 地的粒化高炉矿渣 ( S一 1 、 S一 2 、 S一 3 ) , 水胶 比为 0 5 5和 O 4 O时 , 拌合物坍落度通过减水剂控制在 1 7 0 2 2 0 n q lT l 之 间 , 水胶 比为 0 3 0和 0 2 5时 , 拌合物扩展度通过减水剂控 收稿 日期 : 2 0 1 5 - 0 4 0 7 基金 项 目 :
14、 国家 自然科学基金资助项 目( 5 1 2 6 8 0 4 1 ) ; 内蒙 占草原英才支撑项 目; 国家留学基金 委西部人才培养特别项 目 8 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1混凝土 配合 比 制在 5 5 0 6 5 0 m m 之间, 具体 的配合 比见表 1 。 1 2试 验 方 法 混凝土的拌和采 用 6 0 L的单 卧轴强制式搅拌机 。 试 件 尺寸 为 1 5 0 m m z 1 5 0 mm x 1 5 0 mm。 所有混凝土成 型 试件均在温度为( 2 0 5 ) 的条件下养护 2 4 h后脱模 , 再 在温度为( 2 0 2 )
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