活性粉煤灰与硅粉掺量对高性能混凝土强度的影响.pdf

丝坠一一』堕篓型丝塑堕型塑墅堕堂塑些丝堑丝塑活性粉煤灰与硅粉掺量 对高性能混凝土强度的影响向东丁巧爱郑全平袁培中曹海( 总参工程兵科研三所．洛阳，4 7 1 0 2 3 )摘要：本文介绍了同一水灰比条件下几种不同粉煤灰与硅粉掺量组合对配制1 0 0 M P a 级高性能滢凝土性能的影响在硅粉、粉煤灰及二者混合物按不同比例双掺的条件下，通过7 天、2 8天的混凝土抗压强度、抗折强度及劈拉强度试验．分析了粉煤灰、硅粉接量对混凝土早期强度及2 8 天强度的影响，得出了较为理想的配合比1 前言高性能混凝土是当今混凝土材料发展的趋势，它具有高强度、大流动性等特点目前配制高性能混凝土，主要是采用高效减水剂降低水灰比、掺人硅粉等活性材料或采用高标号水泥等方法由于在配制高性能混凝土时，水泥和硅粉的用量比较大，配制工艺和养护条件严格，使其成本高且不易推广，而粉煤灰在我国的排放量2 0 0 0 年已达1 ．5 亿吨，如果用粉煤灰配制高性能混凝土不仅可以降低成本而且可以解决粉煤灰的利用问题，同时又节约了水泥用量，是一种切实有效的配制途径本文介绍了在同一水灰比的前提下，通过采用几种不同的粉煤灰与硅粉的掺量组合以获得较为理想的高性能混凝土配比掺量。

2 试验材料及特性2 ．1 水泥本试验采用“塔州”牌4 2 ．5 普通硅酸盐水泥，水泥的品质指标见表1 ，实测的水泥物理性能见表2 裹l4 2 ．5 普通硅酸盐水泥品质指标品质指标标准值检测值烧失量( ％)_ 5 ．02 ．2 9M 9 0 ( ％)；5 ．025 2S 0 3 ( ％)- - 3 ．53 ．0 6细度( ％)= 1 0 ．04 0l安定性合格合格中匿±本I 程学会秘护I 程分会第丸次学本年会论文集1 4 2 1表24 2 ．5 普通硅酸盐水泥主要性能指标l 凝结时间抗折强度( M P a )抗压强度( M P a )【初凝终凝3 d2 8 d3 d ．2 9 dI1 8 5 r a i n2 5 0 r a i n4 ．88 ．42 l _ 74 542 ．2 硅粉和粉煤灰粉煤灰和硅粉的化学成分分别见表3 和表4 衰3 粉煤灰的化学成分化学警jS i 0 2C a OA 1 2 0 3C a OM g ON a 2 0K 2 0T i 0 2P 2 0 5M n 0S 0 3成分含量．0 4i5 1 ．8 15 ．3 43 1 ．1 44 ．1 6l5 9o ．5 91 3 11 ．2 7o ．3 30 0 4 5o8 1 ( ％)表4 硅粉的化学成分化学成分S i 0A I OF e oM g OC a OS O含量( ％)9 0 ．71 ．2 91 ．1 4I ．9 90 ．8 30 ．6 6￡匕表面积( m h )2 3 ．2活性2 矗O2 ．3 高效减水剂采用的减水荆为N F - 2 - 6 缓凝高皴减水剂，其性能指标见表5 。

衰5N F - 2 - 6 缓凝高效减水荆性能指标I项目减水率含气量初凝时闻差抗压强度比对钢筋锈蚀作用l 性能指标> 2 4 ％> 3 ．5 ％> + l C O m i n> 1 5 0 ％) 1 4 0 ％> 1 3 0 ％无2 4 砂采用汝阳伊河河砂，细度模数2 ．2 7 ，清洗晒干2 ．5 粗集料采用石灰岩破口石，最大粒径2 0 m m ，清洗晒干3 混凝土配合比设计及施工采用假定表观密度法进行混凝土的试配，混凝土的设计表观密度为2 5 0 0 k g ／m 3 ，高效减水剂掺量为胶凝材料总量的2 ％要求：混凝土具有较高的初始流动性，在运输、浇捣时坍1 4 2 2 向东等：活性粉煤茯与硅粉掺量对离性能混凝士强褒的影响落度损失小，能够保持高流动性，在运输或泵送施工中，拌合物自身粘聚性好，在一定的泵压下混凝土不离析，不泌水等试验时，在相同水胶比、相同减水剂掺量的前提下通过改变粉煤灰和硅粉的含量进行配合比试验制作时，将各掺料放人直径为l m 的强制搅拌机进行搅拌，制作成1 5 0 x 1 5 0 x 1 5 0 m m 的标准立方体试件，放置于室外水池中养护，养护温度控制在1 8 —2 2 。

C ，以模拟施工现场，养护龄期分别为7 天、2 8 天4 试验结果与分析试验中共采用了9 种不同的粉煤灰、硅粉组合均制作3 组试件，分别进行7 天和2 8 天的抗压、抗折、劈拉强度试验为进行对比分析，在配制过程中，保持水胶比、水泥用量、砂率和减水剂掺量不变，分别调整砂子、石子、粉煤灰及硅粉的掺量表6 是几种不同组合配合比时各掺料的实际掺量裹6 混凝土每立方米材料掺量水泥水砂子石子 序号水胶比砂率粉煤灰硅粉减水荆k 咖，k 倒' m 3蚓k 2 ／m 3lO ．2 24 0 ％4 5 01 2 07 5 4 ．91 1 3 2 ．31 0 ％7 ．5 ％2 ％20 ．2 24 0 ％4 5 01 2 7 - 77 3 2 ．61 0 9 91 5 ％7 ．5 ％2 ％3n 2 24 0 ％4 5 0】3 6 ．67 0 7 ．2l 溉92 0 ％7 ．5 ％2 ％4O ．2 24 0 ％4 5 01 2 3 ．87 5 0 ．11 1 2 5 ．21 0 ％1 0 ％2 ％50 ．2 24 0 ％4 5 01 3 27 2 6 ．81 0 9 n 21 5 ％1 0 ％2 ％60 ．2 24 0 ％4 5 01 4 1 ．47 0 0 ．11 0 5 0 ．22 0 ％1 0 ％2 ％7n 2 24 0 ％4 5 01 2 7 77 4 5 ．11 1 】7 ．6i O ％1 2 5 ％2 ％8O ．2 24 0 ％4 5 01 3 6 ．67 2 n 61 0 8 0 ．81 5 ％1 2 ．5 ％2 ％9n 2 24 0 ％4 5 01 4 6 ．76 9 2 ．41 0 3 8 ．62 0 ％1 2 ．5 ％2 ％试件的力学性能试验分别在5 0 0 吨和5 0 吨静载压力试验机上进行。

试验时，加载速度为O ．1 5 —0 ．2 5 M P a 试验数据见表7 裹7 标准养护下混凝土试件力学性能试验结果硅粉粉煤灰7 d 抗压强度2 8 d 抗压强度2 8 d 抗折强度2 8 d 劈拉强度序号 掺量掺量f M P a )( M P a )f M P a )( m a )l75 0 ％1 0 ％6 7 ．69 2 ．18 0 87 ．5 l27 ．5 0 ％1 5 ％6 9 ．89 3 ．79 ．2 17 ．6 337 ．5 0 ％2 0 ％6 3 ．38 0 ．67 ．9 26 ．9 641 0 ％1 0 ％7 6 ．48 9 ．38 ．6 47 ．4 951 0 ％1 5 ％7 7 ．29 059 盘57 ．7 961 0 ％2 0 ％6 7 ．67 5 ．27 ．2 66 ．6 871 2 ．5 0 ％1 0 ％7 3 ．49 5 ．28 ．5 56 ．481 2 ．5 0 ％1 5 ％7 59 9 ．385 76 ．9 691 2 ．5 0 ％2 0 ％6 5 r 97 6 ．27 ．1 16 ．5一丝查堡堂箜堂墅塑绁燮丝釜塑堕丝!图l 为试件7 天和2 8 天的抗压强度对比图，图2 为试件2 8 天的抗折强度对比图，图3为试件2 8 天的劈拉强度对比图，图中硅粉的掺量分别为7 ．5 ％、l O ％和1 2 ．5 ％。

7 ．576 ．55 ％1 0 ％1 5 ％20 ％25 ％ 粉煤灰含量5 ％1 0 ％1 5 ％2 0 ％2 5 ％粉煤灰古量图l 试件7 天和2 8 夭抗压强度对比圉2 试件2 8 天抗折强度对比l0 ％15 ％20 ％粉煤灰含量图3 试件2 8 天劈拉强度对比·结合表7 和图I - 3 中的曲线可以看出：在硅粉掺量一定的条件下，当粉煤灰掺量小于1 5 ％时，混凝土7天抗压强度、2 8 天抗压强度、2 8 天抗拉和劈拉强度均随着粉煤灰掺量的增加而增大；当粉煤灰掺量为2 0 ％时，混凝士7 天抗压强度、2 8天抗压强度、2 8 天抗拉和劈拉强度反而降低当硅粉掺量为1 0 ％时，混凝土的早期抗压强度均高于硅粉掺量为7 ．5 ％和1 2 ．5 ％时的早期抗压强度，而硅粉掺量为1 2 ．5 ％时，混凝土的2 8 天抗压强度均高于硅粉掺量为7 ．5 ％和1 0 ％时混凝土2 8 天抗压强度，由此可知，本次试验中，当粉煤灰掺量为1 5 ％，硅粉掺量为1 0 ％时，混凝土试件的综合力学性能为最佳5 结论( 1 ) 使用洛阳本地的原材料及一般的施工工艺和养护条件可以配制出目前常规工艺生产的c , 0 0 黼的高强混凝土，其抗压强度可达到8 0 一I O O M P a ，且拌合物具有较高舡作性能。

^叠=一惜髫鞲辖一m皇一越喂坦蟮] 【I ．g—d8 一～8d2 ～一28一一o ：强一一一吣扎一～i～●■▲■◆▲_ I．．．▲．一[I．，，，．fl一^m§一越辑辑龋1 4 2 4 “ 向东等：活性粉煤灰s 硅粉掺量对离性能混凝土强寝的影响( 2 ) 本次试验配制的高强混凝士的最佳配合比为：水泥用量4 5 0 k g ／m 3 ，水胶比O ．2 2 ，砂率4 0 ％，粉煤灰1 0 ％，硅粉1 2 ．5 ％工程中配合比参数可选为：水胶比0 ．2 —0 ．2 5 ，胶凝材料用量5 5 0 —6 7 0 k g ／m 3 ，砂率3 6 ％一4 2 ％，复合掺人粉煤灰和硅粉，硅粉掺量不宜超过1 2 ．5 ％，粉煤灰掺量不宜超过2 0 ％ 3 ) 水胶比仍然是控制混凝土强度的主要因素在其它掺量条件一定的情况下，降低水胶比可以提高混凝土的强度，但是为了能获得较低的水胶比，必须掺入高效减水剂，减水效能越好越有利于混凝土强度的提高，为了节省水泥用量，且不过多地影响混凝土的强度，可以掺人适量的粉煤灰获得较高强度混凝土的另一个主要因素就是在混凝土中掺人一定量的硅粉，硅粉的掺人可以提高混凝土的早期强度，使混凝土更加密实。

参考文献[ 1 】孙氰萍、郭俊英等，高强粉煤灰混凝土，混凝土，1 9 9 4 ，N o ．1 ；【2 l 赵叙智等，实用建筑材料试验手册【M l ，中国建筑工业出版社1 9 9 8 ；【3 】陆金平、吴科如，双掺硅粉粉煤灰超高强混凝土的研究，上海建材学院学报，1 9 9 3 ．2 ；【4 l冯乃谦，高强混凝土技术，中国建材工业出版社，1 9 9 2 0。