矿渣微粉粉煤灰双掺混凝土基本力学性能研究

2013-11-06仝佩鑫

山西建筑 2013年5期

仝佩鑫

(华北水利水电学院，河南郑州 450000)

矿渣微粉是炼铁过程中排放的一种工业废渣，如果不给予妥善处理不仅占用大量土地资源，同时还会给环境带来不同程度的破坏;粉煤灰是火力发电厂排放的一种废渣，不仅污染大气和地下水源，同时给环境造成很大压力[1]，因此提高矿渣微粉和粉煤灰的利用率具有很强的意义，矿渣微粉和粉煤灰都具有一定程度的活性，在混凝土中掺入不同含量的矿渣微粉和粉煤灰不但可以节约水泥，而且可以在某些方面改善混凝土的性能[2]。本实验通过对不同水胶比，不同的矿渣微粉和粉煤灰掺量的混凝土基本力学性能试验研究，分析混凝土中二者的适宜掺量，为双掺混凝土的研究提供了依据。

1 试验概况

1.1 试验材料

试验采用42.5级普通硅酸盐水泥，其物理力学性能见表1;采用粒径为5 mm～25 mm连续级配碎石;砂子为中砂，细度模数为2.9，含泥量为3.8%;S95级矿渣微粉，其物理性能见表2;粉煤灰采用郑州热电厂的Ⅱ级粉煤灰，其物理性能见表3;自来水;外加剂为河南省建材院生产的JKH-1型高效减水剂，减水率为18%～26%，适宜掺量为 0.5%～1.2% 。

表1 水泥物理力学性能

1.2 试验方案

本试验按照普通混凝土力学性能试验方法标准[3]和水工混凝土试验规程[4]测定，抗压强度试验采用边长为100 mm的立方体试块，每组3个;劈裂抗拉强度试验采用150 mm立方体标准试块，每组3个;静力抗压弹性模量试验采用150 mm×150 mm×300 mm棱柱体试块，每组6个。以上试块均在养护室按标准试验条件进行养护。

表2 矿渣微粉物理性能

表3 粉煤灰主要物理性能 %

本次试验水胶比分别为0.50，0.32，采用等量替代法来研究矿渣微粉掺量对混凝土力学性能的影响，其中每组矿渣微粉和粉煤灰的掺量均相同，二者掺量之和变化为0%，15%，30%，45%。混凝土配合比见表4。

2 试验结果及分析

2.1 混凝土立方体抗压强度

混凝土抗压强度随着二者掺量之和的变化情况如图1所示。7 d龄期时，掺有矿渣微粉和粉煤灰的混凝土抗压强度均比不掺矿渣微粉和粉煤灰的基准混凝土低，且掺量越大，抗压强度越低，60 d龄期时，掺量为15%的双掺混凝土强度发展较快，且超过了基准混凝土，掺量为30%的双掺混凝土抗压强度也已接近或超过基准混凝土，90 d龄期时掺量为30%的双掺混凝土抗压强度明显超过其他掺量的混凝土强度。通过上述分析可知，二者取代部分水泥以后，早期强度是越来越低的，但随着龄期的增长，各掺量的双掺混凝土强度均有不同程度的增加，且掺量为30%左右的双掺混凝土强度明显增加。