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第9卷第1期
石家庄铁路职业技术学院学报
VOL.9NO
2010年3月
JOURNAL OF SHIJIAZHUANG INSTITUTE OF RAILWAY TECHNOLOGY
Mar.2010
复合胶凝材料配伍技术研究
唐希峰
(中铁十一局集团第三エ程有限公司湖北十堰442012)
摘要:武广客专设计时速为350km/h,设计使用寿命为100年,对混凝土的耐久性等提出很高
的要求,按普通配合比设计规范设计采用单一的胶凝材料配制混凝土已不能满足高性能混凝土的质
量要求,复合混疑士胶凝材料,将胶凝材料中的两种、三种、或四种进行复配,通过试验确定其最
佳复配比例,然后将其掺入混凝土中改善混凝土的性能,对各种胶疑材料的配制技术的研究,减少
了高性能混凝土配合比的设计时对选材的困惑
关键词:高性能混凝土配合比设计胶凝材料配伍
中图分类号:U416.216
文献标识码:A
文章编号:1673-1816(2010)01-0001-07
前言
高性能混凝土的特性同普通混凝土相比,在众多的性能要求中,C1是一个考核的主要指标,
混凝土结构中,C1引起的钢筋锈蚀作用中起主导作用。由于C1的离子半径很小,其在混凝十.
中的迁移能力较强,常穿过混凝土保护层并在钢筋表面积聚,当其数量超过一定范围就导致钢筋
钝化膜破坏,在氯离子的作用下钢筋进一步锈蚀并膨胀而导致混凝土结构破坏。在迁移过程中会
有一部分的CI被泥凝土中的胶凝材料水化产物消耗或者固结,在一定程度上降低了C1”迁移速
率;特别是对于掺有矿渣、粉煤灰和硅灰等活性矿物外加剂的复合胶凝材料体系,其降低程度更
大。因此,复合胶凝材料的应用正成为高性能混凝土用胶凝材料的发展方向,具有实际应用价值
的高性能混凝土.复合胶凝材料及其混凝七抗氯离子侵蚀性能的研究显得尤为紧迫。
2复合胶凝材料作用机理的探讨
研究表明,便化水泥浆体的性质与胶凝材料粉体在拌水前的堆积状态有密切关系。水泥粒径
最大,磨细矿渣、粉煤灰次之,这些胶凝材料经过适当比例的混合,就有可能使得拌水前混凝土
中的胶凝材料具有良好的连续微级配。水化过程中不同粒径的胶凝材料颗粒互相填充,减少了颗
粒间的空隙,从而进一步减少了复合胶凝材料体系凝结硬化后的总孔隙率,有利于降低混凝土.的
渗透性。
有研究证实,混合材的细度、形貌对其水化程度、水化深度及其硬化后的性能有不同程度的影
响。由于矿粉颗粒不规则且表面粗糙,可能会降低新拌混凝土的流动性;粉煤灰为表面光滑的球状
玻璃体颗粒,对混凝土有明显的增塑减水作用。因此,如果矿粉与粉煤灰多元复合,可以补偿矿粉
收稿日期:2009-10-20
作者简介;唐希峰(1976-),男,汉,湖南常德人,学土,工程师,研究方向无机非金属材料。
第1期
唐希峰复合胶凝材料配伍技术研究
掺入对混凝士流动性的损失。同时,水泥掺矿粉、粉煤灰复合可以增加比表面积,从而使得混凝土
中水化产物对C的物理吸附能力大为增强,改善混凝土的抗C]侵蚀能力。
混凝士浇捣过程中,掺矿粉、粉煤灰混合材料均可减少混凝土中Ca(OH)2的形成,并抑制
Ca(OH)2晶体在骨料界面过度区的生长。同时矿粉、粉煤灰颗粒尺寸较小,保水性好,可抑制骨
料周围水膜的形成。从而改善界面过渡区的结构,使胶体一一集料界面的粘结力增强。因此,矿
粉、粉煤灰复合,界面效应为正效应。
矿粉、粉煤灰在混凝土中都会发生火山灰活性反应。矿粉表面的CaO首先遇水溶解,使其周围
液相富钙而贫铝、贫硅。而粉煤灰表层含铝硅相矿物,遇水会首先溶解,从而在其周围液相中富铝、
富硅却贫钙。矿渣周围液相中的高Ca(OH)2含量可促进粉煤灰颗粒周围的CSH凝胶、Af
(有石膏存在时)的形成,进而促进粉煤灰颗粒中的铝、硅相的溶解,使水化液相中的铝、硅浓度
增加,这又可加速矿渣的水化过程。
因此,要确保高性能混凝士结构的长期、安全、有效使用,除在混凝土设计和施工中采取必要
措施和尽可能地采用低C3A的熟料外,混凝士必须采用复合胶凝材料配制。纯硅酸盐水泥中掺人矿
粉、粉煤灰混合材对混凝土综合性能都有一定程度的改善。而采用纯硅酸盐水泥、矿粉、粉煤灰复
合胶凝材料的混凝土,其综合性能要优于单掺一种混合材料的二元复合胶凝材料或纯硅酸盐水泥的
混凝七。
3试验
3.1原材料
水泥:广州珠江水泥厂产P?I142.5硅酸盐水泥。
矿粉:广东韶关韶钢产S95矿粉和广州黄埔外加剂产S95矿粉
粉煤灰:广州恒运粉煤灰综合开发有限公司产Ⅲ级磨细粉煤灰。
细集料:韶关白土龙头察砂场,中粗河砂。
粗集料:韶关龙归裕利石料场产5~31.5mm连续粒级(5~16mm40%和16~31.5mm60%二
级配掺配)。
减水剂:山西黄腾HT-HPC聚羧酸盐,掺量:占胶凝材料用量1.3%
阻锈剂:浙江龙山化工有限公司生产的亚硝酸钙阻锈剂
3.2试验用复合胶凝材料、配合比及试验
表1配合比
复合矿物外加剂掺量%
每立方米混凝土中材料的用量/kg
编号(以总胶凝材料质鐘百水胶比水泥矿粉
水
分比计)
粉煤灰砂石子减水剂
42.5
BI
B-1
0.35
315
4
8
75310354.0
1575
BI-2
45
121
1035
157.5
BI-3
0.
10354.0
157.5
B2-1
30
0.38428750
770
10624.0
l57.5
B2-2
45
0.384
22674
624.0
157.5
B2-3
1575
针对C30钻孔柱、C30墩身和C40承台混凝土,设计了以下配合比考察矿物外加剂掺量和水