超高强高性能混凝土的配制研究.pdf
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1、2 0 1 3年第 1 1 期 1 1月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 C HI NA C 0NC RE T E AND CE ME NT P R ODUC T S 2 01 3 No 1 1 No v e mb e r 超高强高性能混凝土的配制研究 王 军 , 程宝军, 贾丽莉 , 刘 通 ( 中建商品混凝土有限公司, 武汉 4 3 0 0 7 4 ) 摘要 : 研 究了复合水泥粉体压实体 空隙率 的变化规律 , 优化 了混凝土胶材 组分, 并研究 了胶料总量 、 水胶 比对 超 高强混凝土工作性 能和抗压强度的影响。在 以上研 究基础上 开展 了沸石粉配制超 高强高性能混凝 土的试验研
2、究。结果表明 , 微 珠掺 2 2 , 硅 灰掺 8 , 复合粉体 空隙率最低 , 堆积密度最 大; 胶凝材料总量 7 0 0 k g m , 水胶 比 0 1 6 时,混凝土抗压强度最 高, 6 0 d和 9 0 d抗压强度分别达 1 4 6 5 MP a 和 1 5 9 7 MP a ;掺 4 沸石粉 配制的超 高强混凝 土 6 0 d和 9 0 d抗 压 强度 分 别为 1 3 6 7 MP a和 1 4 8 1 MP a , 比不掺 沸 石粉 的 混 凝 土 抗 压 强 度 分 别 降 低 约 4 7 和 6 0 降 幅 较小 ;混凝 土 3 d和 7 d自收 缩值 分别 为万分之 O
3、 9 1和 万分之 1 8 2 ,比不掺沸石粉 的混凝土分 别降低约 2 1 6 和 1 1 7 , 降低 混凝 土 的 自收 缩 作 用明 显 。 关 键 词 : 微 珠 ; 沸 石粉 ; 超 高 强 混凝 土 ; 抗 压 强度 ; 自收 缩 Ab s t r a c t : e c o mp a c t i n g v o i d a g e o f c o mp o s i t e p o wd e r p r e s s u r e e n t i t i e s i s s t u d i e d a n d t h e c o mp o n e n t s o f c o n c
4、r e t e c e me n t i n g ma t e ri a l s a r e o p t i mi z e d ,a n d t h e i n f l u e n c e s o f c e me n t i n g ma t e r i a l c o n t e n t ,w a t e r b i n d e r r a t i o o n t h e wo r k i n g p e r f o r ma n c e a n d c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f t h e u l t r a h i g h s t r
5、 e n g t h c o n c r e t e a r e r e s e a r c h e d Ba s e d o n t h e a b o v e s t u d y ,t h e e x p e ri me n t a l s t u d y o n p r e p a r a t i o n o f u l t r a h i g h s t r e n g t h c o n c r e t e b y z e o l i t e p o wd e r i s c a r r i e d o u t T h e r e s u l t s s h o w t h a t
6、wh e n t h e c o n t e n t o f mi c r o s p h e r e a n d s i l i c a f u me a r e 2 2 a n d 8 s e p a r a t e l y t h e s y s t e m o f mi e ms p h e r e - s i l i c a f u me - e e me n t c o mp o s i t e a c h i e v e s t h e d e n s e s t p a c k i n g d e n s i t y W h e n t h e t o t a l a mo u
7、 n t o f c e me n t i t i o u s ma t e ri a l i s 7 0 0 k g m , a n d t h e wa t e r c e me n t r a t i o i s 0 1 6 ,t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f c o n c r e t e c u r i n g f o r 6 0 d a n d 9 0 d a r e 1 4 6 5 MP a a n d 1 5 9 7 MP a r e s p e c t i v e l y Wh e n a d d i n g w i
8、 t h 4 z e o l i t e p o wd e r t h e c o mp r e s s i v e s t r e n gth o f c o n c r e t e c u ri n g f o r 6 0 d a n d 9 0 d a r e 1 3 6 7 MP a a n d 1 4 8 1 MP a r e s p e c t i v e l y wi t h a s ma l l e r d e c l i n e o f 4 7 a n d 6 0 c o mp a r e d w i t h c o n c r e t e wi t h o u t z e
9、o l i t e p o w d e r At the s a l T l e t i me t h e e x p e ri me n t a l r e s u l t s s h o w tha t t h e a u t o g e n o u s s h ri n k a g e o f c o n c r e t e a d d e d wi t h 4 z e o l i t e p o w d e r c u rin g f o r 3 d a n d 7 d a r e 9 1 p p m a n d 1 8 2 p p m r e s p e c t i v e l y
10、r e d u c e d b y 2 1 6 a n d 1 1 7 t h a n c o n c ret e wi t h o u t z e o l i t e p o wd e r , w h i c h s i g n i f i c a n t l y red u c e d t h e a u t o g e n o u s s h ri n k a g e o f c o n c r e t e Ke y wo r d s :Mi c r o s p h e r e ; Z e o l i t e p o w d e r ; U l t r a h i g h s t r e
11、 n g t h c o n c r e t e ; Co mp r e s s i v e s t r e n g t h ; Au t o g e n o u s s h ri n k a g e 中图分类号 : T U 5 2 8 3 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 3 ) 1 1 1 8 0 5 0前 言 随着社会和科学技术的进步 ,一些高层大跨 、 有特殊功能要求的重要建筑不断 出现 ,如高层建 筑 、 大跨或超大跨径 的桥梁等 , 要求混凝土必须朝 着有更高的强度 、 更好的耐久性 、 更优的可靠性方 向发展, 这些需求促成 了
12、高强高性能混凝土乃至超 高强高性能混凝土的出现和发展口 - 2 。目前 , 超高强 高性能混凝土 已成为水 泥基复合材料发展的重要 方 向之一3 。配制高强超高强混凝土 , 最常用也最 现实的技术手段为 :高强度等级高掺量水泥+ 高效 减水剂十 高效掺合料 : 然而 , 较高水泥用量和较低水 胶 比配制的高强混凝土水化温升高 、自收缩大 易 导致高强混凝土的开裂 。 严重制约了高强混凝土的 发展及工程应用 5 - 6 1 。为此 , 设计配合比时必须在保 基金项 目: 中建股份科技资助( C S C E C 一 2 0 1 3 一 Z 一 3 1 ) 。 一 1 8一 持混凝土拌合物具有足够和
13、易性 和力学性能 的前 提下 。 一方面 优化胶材粉体级配和提高胶材堆积 密度 , 降低胶材总量和水 泥用量 , 降低 混凝 土水化 温升 : 另一 方 面 , 掺 加对 混 凝 土 微 结 构 和宏 观性 能 影 响较 小 的 自养 护材 料 。改 善 混凝 土 内部 湿 度 变 化 。 降低混凝土的 自收缩。 由于矿物微粉粒径小于水泥颗粒粒径 , 掺人后 能置 换一 部分 水 泥 。 填充 在水 泥及 其 水化 产 物 的微 小空隙里 , 提 高水泥石的密实度 从而提高混凝土 的强度及其它性能。沸石粉是一种多孔结构材料 , 自然状态下 , 其 吸附大量的水分与空气 ; 在混凝土 拌合过程
14、中、 由于沸石粉的亲水作用 , 水分迅速进 入沸石粉 内部 , 原来的气体被排放到混凝土拌合物 中 : 在混 凝 土 硬 化 过 程 中 , 沸 石 粉 内部 吸 附 的水 分 又可逐渐排放 出来 ,以改善混凝土内部湿环境 , 降 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 王军 , 程宝军 , 贾丽莉 , 等 超高强高性能混凝土的配制研究 低 混 凝土 的 自收缩嘲 。 本文并通过调整不 同细度粉体的比例 ,优化胶 凝材料粉体最紧密堆积 并在此基础上系统研究 了 胶材用量和水胶比对混凝土工作性能和抗压强度的 影 响:同时开展了多孔粉体材料沸石粉配制超 高强混凝土的试验研究
15、 。以期为超高强高性能混凝 土配制及沸石粉在超高强高性能混凝土 中的应用提 供借鉴。 1 原 材料 和试 验 方法 1 1 原 材 料 1 1 1 水 泥 、 粉煤 灰与 硅灰 试验 采用 水 泥为湖 北某 水 泥厂生 产 的 P 5 2 5级水泥 , 其基本性能如表 1 所示 ; 微珠为天津某 新材料科技有限公司生产 :矿粉为湖北武新 $ 9 5矿 粉 ; 硅灰为艾肯硅灰 ; 沸石粉为湖北鄂州生产 , 其基 本性能指标如表 2所示 :水泥和矿物掺合料的粒径 分布如表 3所示 , P 1 1 5 2 5级水泥 、 $ 9 5矿粉、沸石 粉 D 5 0 分 别 为 1 5 O 0 1 m、 1
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- 超高 性能 混凝土 配制 研究
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