超细石灰石粉复合矿物掺合料混凝土研究
随着高性能混凝土在我国基础设施建设中的广泛应用,矿物细粉掺合料作为现代混凝土的重要原材料,改善混凝土的各项性能的同时也降低了生产成本。粉煤灰以其良好的需水行为与细度细,成为最主要的矿物掺合料品种。但是由于优质粉煤灰资源不足且分布不均衡,我国南方地区尤其突出,有些地区只有低品质粉煤灰或者无粉煤灰可用。因此,有必要寻找一种矿物掺合料来补充粉煤灰,对于现代混凝土产业具有重要意义。
本课题选用超细石灰石粉与低品质粉煤灰进行复合,研究了石灰石粉复合矿物掺合料的各项性能及其对混凝土的影响。主要的试验研究包括石灰石超细粉对胶凝材料流变学的影响、细度与颗粒级配、不同比例与掺量石灰石粉复合矿物掺合料对新拌混凝土工作性与早期抗裂性、硬化混凝土各龄期强度发展规律、混凝土耐久性以及石灰石粉复合矿物掺合料混凝土在侵蚀环境中细观与微观结构的特点进行了测试与分析。
试验结果显示随着石粉掺量的增加,相近坍落度时,混凝土用水量明显减少,相对于纯掺低品质粉煤灰组水胶比明显降低。石灰石粉的掺入可以有效提高混凝土工作性能。石灰石粉分散在水泥与粉煤灰颗粒之间,增大混凝土流动性,减小混凝土坍落度经时损失。在低水胶比条件下,石灰石粉可以有效降低混凝土拌合物粘性,改善泵送性能。石灰石粉比例与掺量的增加对混凝土各龄期强度影响不明显。相近坍落度,掺加量占胶凝材料30％～40％时,混凝土3d、7d、28d强度基本相同或略有增长,长龄期强度发展与粉煤灰比例大的试验组相当。石灰石粉与粉煤灰复掺后,混凝土早期强度提高更加明显。石灰石粉的掺入可填充颗粒间孔隙,减小混凝土抗氯离子渗透系数,适量石灰石粉的掺入有利于混凝土抵抗混凝土氯离子渗透,但石灰石粉比例与掺量过大,混凝土氯离子渗透系数增大。适量掺入石灰石粉,提高混凝土抗冻融循环性能,但石灰石粉掺量过多时会降低混凝土抗冻融循环性能。石灰石粉的掺入使结构更加密实,石灰石粉的适量掺入不会影响混凝土抗碳化性能,与纯掺粉煤灰组相同,其碳化深度均维持在较低水平。在硫酸盐水中浸泡120d后,掺石灰石粉混凝土抗折、抗压强度均有所提高；浸泡200d后,适量掺加石灰石粉后并不会明显降低混凝土强度,但当石灰石粉比例或掺量过多时会增大侵蚀发生的程度,但物相分析没有发现碳硫硅钙石生成的证据,主要侵蚀产物是石膏晶体。
利用石灰石粉与低品质粉煤灰复合,可保证混凝土性能,明显降低单方混凝土价格。解决缺乏高品质粉煤灰地区矿物掺合料的缺乏,充分利用资源,节约能源,保护环境,推动混凝土技术实现可持续发展,保障混凝土结构物历久弥坚。
混凝土;掺合料;超细石灰石粉复合矿物;耐久性;微观结构
北京建筑工程学院
硕士
结构工程
宋少民
2011
中文
TU528.041
101
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）