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活性粉末混凝土制备试验研究.pdf
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1、2 0 1 3年第 9期 9月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 C HI N A C ONC RE T E AND C EME NT P R0DUC T S 2 0l 3 No 9 S e p t e mb e r 活性粉末混凝土制备试验研究 马 万, 赵铁 军, 王鹏 刚, 吴瑞雪 ( 青岛理工大学土木工程学院 , 2 6 6 0 3 3 ) 摘 要 : 研 究 了活性粉末混凝土( RP C) 各组分掺量对其 流动度和抗压 强度 的影 响 , 并对 9 0 热 水养护和 9 0 o C 蒸汽养护两种养护方式进行 了研 究。结果表 明, 水胶 比为 0 2 1 、 硅灰掺 量为 O 3 5 、
2、 石英粉掺 量为 0 2 7 、 石 英砂掺 量为 0 7 8 、 粉煤灰取代量 为 0 3时 可以得 到流动度与 强度 均较好的活性粉 末混凝土 ; 9 0 蒸汽养护 下试件 强度较 9 0 q C 热水养护稍有提 高, 在 3 d龄期 时强度提 高 了2 2 。 关键词 : 活性粉末混凝土; 流动度 ; 强度 ; 养护方式 Ab s t r a c t : T h e i n fl u e n c e s o f e a c h c o mp o n e n t d o s a g e o n t h e flu i d i t y a n d c o mp r e s s i v e s
3、 t r e n g t h o f r e a c t i v e p o w d e r c o n c r e t e ( R P C ) a r e r e s e a r c h e d A n d t h e e ff e c t of c u ri n g m o d e s o n s t r e n gt h o f R P C i s a l s o i n v e s t i g a t e d R e s u h s i n d i c a t e t h a t w h e n w a t e r - b i n d e r r a t i o i s 0 21 a
4、n d c e me n t :s i l i c a f u me : fl y a s h : q u a r t z s a n d :q u a r t z p o wd e r = 0 7 : O 3 5 :0 - 3 : 0 7 8 :0 2 7 t h e fl u i d i t y a n d s t r e n gth o f R P C w i l l b e b e t t e r A n d the c o m p r e s s i v e s t r e n g t h of t h e s p e c i m e n s s u b j e c t e d t
5、o a 9 0 s t e a m c u rin g i s a l i t t l e h i s h e r t h a n t h o s e c u r e d i n h o t w a t e r a t 9 0 C o mp a r e d t o t h e s p e c i me n s c u r e d i n h o t wa t e r a t 9 0 t h e c o m p r e s s i v e s t r e n g t h o f s p e c i m e n s s u b j e c t e d t o a 9 0 s t e a m c u
6、 ri n g i n c r e a s e s 2 2 a f t e r 3 d a y s c u ri n g Ke y wo r d s : Re a c t i v e p o wd e r c o n c r e t e ; F l u i d i t y ; S t r e n gth ; Cu ri n g mo d e s 中图分类号 : T U 5 2 8 3 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 O 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 3 ) 0 9 2 2 0 4 0前言 1 9 9 3年法 国 B o u y g u e s 实验室率先研制 出活性 粉末混
7、凝土( R e a c t i v e p o w d e r c o n c r e t e 以下简称 R P C) ” , 因其具有超高的力学性能和耐久性能, 世界 范围内掀起 了一股研究 R P C的热潮。1 9 9 7年 , 加拿 大 S h e r b r o o k e 建成 了第一座 以 R P C为材料 的人行 桥2 1 , 标志着 R P C从理论研究走向了实际应用。 1 9 9 8年 , R P C由清华 大学覃维祖教 授引入我 国, 随后湖南大学、 中南大学 、 北京交通大学 、 哈尔 滨工业大学 等国内高校对其迅速展开 了研究 。何 峰 、 黄政宇等人3 1研究 了原材
8、料 品种、 性质及配合 比 对 R P C强度的影响,掺入钢纤维后在 2 0 0 高温干 热养 护条 件下 配制 出 了掺钢 纤维抗 压强 度 高达 2 9 8 6 MP a的 R P C; 闫光杰、 安明酷等人4 1 通过计算最 小空隙率得到了理想级配的石英砂 。 并研究 了不 同 温度热水养护对 R P C强度的影响 , 得 出9 0 热水养 护最为适宜 的结论 ; 江桂华 、 林东等人阎 对 比分析了 8 0 热水养护和 8 0 蒸汽养护两种养护方式 以及 养护时间对 R P C强度的影响,结果表 明养护 4 d时 基金项 目: 9 7 3 项 目( 2 0 0 9 C B 6 2 3
9、2 0 3 ) 。 一 2 2一 强度在 8 O 蒸汽养护下 比 8 0 热水 养护下提高约 1 5 MP a 。本文采用本地材料研究了水胶 比、 硅灰 、 石 英粉 、 石英砂 、 钢纤维掺量 以及粉煤灰取代量等对 R P C流动性和抗压强度的影响 , 然后详细研究了在 最佳湿养温度 9 0 时, 热水养护与蒸汽养护两种养 护方式对 R P C强度的影响规律。 1 试验 1 1 原材料与配合 比 水泥 : P 0 4 2 5级普通硅酸盐水泥 ; 硅灰 : 平均 粒径 0 0 3 1x m; 粉煤灰 : I 级粉煤灰 , 所有胶凝材料主 要化学成分如表 1 所示 :石英砂 : 4 O 7 0目
10、石英砂 ; 石英粉 : 3 2 5目 石英粉 ; 减水剂 : 聚羧酸高效减水剂 , 减水率为 2 5 ; 钢纤维 : 长 1 3 mm, 直径 0 2 mm; 拌合 水 : 普通 自来水 。本文采用的配合比如表 2所示。 1 2 试件制作与养护 将粉煤灰 、 硅灰 、 水泥 、 石英粉 、 石英砂依次倒 入搅拌锅 中 , 搅拌均匀 : 将减水剂与 8 0 的水混合 均匀加入锅 中, 搅拌均匀 ; 将剩余 2 0 水加入锅中 , 搅拌均匀 ; 若有钢纤维 , 则加入锅 中搅拌均匀 ; 将拌 合物浇注于 4 0 mm x 4 0 mm x l 6 0 m m三联模 中, 置于振 动台上振动 3 m
11、 i n 振动完毕后立即用 塑料 薄膜覆 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 马万 , 赵铁军 , 王鹏刚, 等 活性粉末混凝土制备试验研究 盖 ,将试件带模移人标准养护室 ; 2 4 h后拆模养护 , 除特殊注明外 , 养护方式采用 9 0 热水养护 3 d 。 1 3 试 验方 法 拌合物 的流动度参照 G B T 2 4 1 9 -2 0 0 5 水泥 胶砂流动度测定方法 , 采用跳桌法进行测定 。试件 抗压强度参照 GB T 1 7 6 7 1 - 1 9 9 9 ( 水泥胶砂强度检 验方法( I S O法) 进行测定。 2结果 分析 与讨 论 2 1 水胶
12、比对 R P C流动度和强度的影响 试验对 4个水胶 比的 R P C流动度和抗压强度 进行了研究 , 结果如图 1 所示。随水胶 比增大 , 拌合 物 流动度 线性增大 。 水胶 比每增大 0 0 1 , 流动度增 加约 2 0 ram。试验过程 中可以观察到 : 水胶 比为 0 1 9 时 。 拌合物表面很快凝结 , 待试件折断后 断面处有 大量孑 L 洞 , 截面削弱作用比较明显 ; 水胶 比为 0 2 0 时 , 振动时有少量气泡冒出, 试件断面有个别孔洞 , 所 以其强度较水胶 比为 0 1 9时有所增大 , 增大幅度 为 6 9 ; 水胶 比为 0 2 1时, 振动时拌合物可 以较
13、快 水胶 比 图 1 水胶 比对 R P C流动度和强度的影响 填满模具 , 并伴随大量气泡冒出, 试件断面无孔洞 , 但试件强度 比 0 2 0时降低 了 5 9 。这是 因为用水 量增加导致颗粒间缝隙增大 , 与 0 2 O时相比颗粒堆 积不紧密 ; 水胶 比为 0 2 2时 , 拌合物可以 自流平 , 但 强度 已下 降到 1 1 O MP a 。考虑 到水胶 比 0 2 0时 比 0 2 1 时强度提高不大 ,但拌合物工作性相对较差 , 因此 , 在 以下试验 中采用水胶比为 0 2 1的配合 比。 2 2硅灰掺量对 R P C流动度和强度的影响 研究表 明, 硅灰和石英砂总掺量与水泥
14、掺量之 比为 0 6 2时 , S i O 2 可与水化产物 C a ( O H) 反应 比较 彻底【 ” 。硅灰掺量对 R P C流动度和强度的影响如图 2所示 。随着硅灰掺量的增加 , 流动度不断增大 , 这 是因为硅灰颗粒为球形且非 常小 石英粉颗粒多棱 角 , 所 以硅灰掺量增加 , 石英 粉减少 , 流动度增大 , 但掺人硅灰浆体黏度会增加啕 , 因此 。 硅灰掺量较大 时流动度增长减缓 。从 图中可以看出 , 随着硅灰掺 量增加 , R P C的强度随之增大 ,硅灰掺量为 O 2 5和 0 3 0时强度有所下 降 这可 能是 因为试 验误差所 越 幅 鹾 硅灰掺量 图 2 硅灰掺量
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