掺入钢渣微粉混凝土的抗压性能实验研究

2015-05-30黄琴赵尹秦乐李玉翠刘金旭

企业技术开发·中旬刊 2015年12期

黄琴赵尹秦乐李玉翠刘金旭

摘要：把钢渣微粉掺入到混凝土中可以增加其强度，减少混凝土坍落度的损失。文章通过钢渣微粉代替不同体积的砂制成标准试块，研究了钢渣微粉掺量对混凝土抗压强度的影响。将工业废料钢渣磨细后掺入到混凝土中，能改善混凝土的性能同时又能解决大量工业废料的回收问题，所以钢渣混凝土的研究和应用正成为热点。

关键词：工业废料;抗压强度;钢渣微粉;混凝土;科研项目

中图分类号：TU528.04 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）35-0160-01

1.1 试验材料

水泥：42.5硅酸盐水泥;

石：连续粒径，20～40 mm碎石，级配合格;

砂：连续级配细度模数为3.0的机制砂，表观密度2 590 kg/m3;

钢渣微粉;

水：自来水。

1.2 混凝土配合比

本次试验分为4个大组，依照钢渣微粉所占比例为沙体积的0%，10%，20%，30%添加钢渣微粉。相关数据见表1。

1.3 混凝土试块的成型制作与养护方法

①将人工拌合的混凝土装入尺寸为（150×150×150） mm3的试模，每组数量3块。

②成型后的带模试件在室内静置24 h后拆模搬入标准养护室，相对湿度为95%以上，室温为20 °C，试块放置在架上，试件之间的距离为15 mm，加湿方式为雾化加湿，养护龄期为 28 d。

1.4 混凝土抗压强度试验步骤

①取出达到实验龄期的试块安放在试验机下压板的正中央，当承压面与试件顶面垂直时，开动试验机。

②以0.4 MPa/s的试块加荷速度均匀而连续地加载。当试件开始急剧变形且接近破坏时，停止调整试验机油门至混凝土试件破坏，并记录下破坏荷载。

2 试验结果分析

①抗压强度按式计算：强度=P/A

P为试块破坏荷载（N）;A为试块承压面积（mm2），试验结果精确至O.1 MPa。

②以3个试块实测值的算术平均值作为该组试块的强度值，如果两个测值与中间值之差均超过中间值的15%，则此组实验结果无效。相关数据见表2。

2.1 实验表明

掺入钢渣微粉的混凝土28 d龄期立方体抗压强度高于不掺钢渣微粉的基准混凝土。其中，当钢渣微粉的掺量为砂体积10%时，混凝土出现最大强度为26.29 MPa此时钢渣微粉混凝土比基准混凝土强度上升13%，掺量为为砂体积20%时，钢渣微粉混凝土强度与基准混凝土强度相差不大，当钢渣微粉的掺量达到为砂体积30%时，钢渣微粉混凝土的强度相比于基准混凝土还是呈提高状态。

由此可见，混凝土的抗压强度与钢渣微粉掺量之间不是简单的线性关系，但有一个最佳掺量。

2.2 原因分析

砂是构成混凝土的集料之一，在承载荷载时混凝土中砂所承受的应力是大于混凝土的抗压强度的，砂的尺寸结构等都是影响混凝土强度的重要因素。

本实验用相同体积百分含量的钢渣微粉取代砂作为混凝土拌合物的集料之一，其中钢渣的主要矿物成分为钙、铁、镁，而砂的主要成分为二氧化硅，在同一条件下以钙质骨料配置的混凝土强度要明显高于硅质混凝土。

此外，钢渣微粉的粒型比砂更加均匀，粒径也更加小，在水灰比一定时掺入钢渣微粉使得集料数量增加减少了混凝土中孔隙的总体积，更好的发挥了集料对混凝土强度的作用，所以混凝土的强度能得到提高。

3 实验结论

通过对钢渣微粉混凝土的力学性能结果分析和观测拌合物性能指标，得出如下结论：

①将钢渣微粉掺入到混凝土中能使混凝土的强度明显提高，但其与混凝土抗压强度之间不是简单的线性关系，混凝土中加入钢渣微粉对其提高抗压强度是有利的，但存在一个最佳掺量，所以应切合实际配置其掺量。

②钢渣微粉混凝土的使用：

其一，可作为“环境协调型绿色建筑材料”;

其二，用于填充沟槽管，铁路轨道;

其三，配置高强度要求的泵送混凝土。