混凝土矿物掺和料矿粉与混凝土外加剂适应性

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摘要：

水泥与混凝土外加剂之间的相容性[1]问题长期以来影响着实际工程，由其普通硅酸盐水泥与混凝土外加剂之间的适应性稳定，为了使普通硅酸盐水泥与混凝土外加剂之间的适应性良好、为了改善和提高混凝土性能和施工性能，现在广泛采用加入掺和料 ——矿粉来配制混凝上，在增加混凝土耐久性，提高工程质量。

关键词：普通硅酸盐水泥  矿粉 混凝土外加剂 适应性

中图分类号：TU375 文献标识码：A

前言

随着国民经济的飞速发展，大型跨江路桥梁、超高层楼房项目相继涌现，工程混凝土需求量增大，为了提高混凝土施工性能并且改善混凝土的耐久性，混凝土中均需掺用一定数量的外加剂，然而，有一个实际问题却一直严重影响应用效果，水泥材料与外加剂也存在的相容性问题，这种问题有时会导致严重的工程事故和不可估量的经济损失。外加剂与水泥之间产生不相容性的原因错综复杂，工程中难以避免，在施工中已引起生产厂家和工程应用部门的高度重视。因此，对使用过程中碰到的实际问题，需要对不同外加剂和不同的水泥及混凝土施工配合比进行对比试验分析。

为较好的解决水泥与外加剂相容性问题，本试验选取有代表性的水泥(P.O 42.5硅酸盐水泥)和矿粉（S95级矿粉）与辽宁华兴外加剂有限公司生产的HW—1型外加剂产品，进行了有关水泥静浆和混凝土性能的对比试验，通过比较水泥、矿粉不同掺量与外加剂的适应性研究，为更好地解决水泥和外加剂相容性问题提供参考。

1原材料及试验方法

1.1原材料

水泥：本溪山水工源水泥生产的P.O42.5硅酸盐水泥，水泥的物理化学性能见下表1。

矿粉：本溪万泉细矿粉有限公司生产的S95级矿粉，其物理性能参数如下表2所示。

碎石：本溪小市生产的石灰岩碎石，级配为5～25mm，表观密度为2.71g/cm3，压碎指标为8.1%。

砂：本溪小市生产的中砂，细度模数为2.8，表观密度为2.6g/cm3。

外加剂：辽宁华兴外加剂有限公司生产的HW—1型外加剂，其物理性能指标如下表3所示。

表1P.O42.5硅酸盐水泥物理力学性能

表2 矿粉物理性能参数

表3外加剂的物理性能指标

1.2试验方法

水泥静浆试验按照《混凝土外加剂匀质性试验方法》(GB/T8077-2000)中关于混凝土外加剂对水泥掺入矿粉的适应性检测方法进行。掺入矿粉分别为10%、20%、30%、35%、40%、50%。减水剂掺量为2.0%，测定从加水开始后的水泥静浆流动度。 如表4所示。

表4

混凝土试验配合比如下表5所示，P.O42.5硅酸盐水泥的混凝土配合比分别按照1～8进行，w/c为0.48，外加剂的掺量为2.0%.，掺和料矿粉掺量分别为0. %、10%、20%、30%、35%、40%、45%和50%。各种混凝土试验测试方法依据国家现行普通混凝土拌合物力学性能试验标准进行。

2试验结果及分析

2.1掺矿粉对水泥与外加剂静浆流动度的影响

图1在不同矿粉参量条件下对P.O 42.5硅酸盐水泥静浆流动度的变化。

如图1所示，P.O42.5水泥静浆的流动度，随着掺和料矿粉掺量的增加呈现先增大后减小的趋势。静浆流动度发生变化的拐点为矿粉掺量为40%，可见本试验中矿粉掺量的饱和点为40%左右。在饱和点以前，静浆的经时流动度都持续增长，其主要原因可能是：P.O 42.5硅酸盐水泥中吸附外加剂能力：C3A>C4AF>C3S>C2S ，P.O 42.5硅酸盐水泥C3A含量为7%—15%；C3S含量为37%—60%；C2S含量为15%—37%；P.O 42.5硅酸盐水泥与外加剂适应性不好，而掺入掺和料矿粉后C3A、C4AF含量增加，静浆流动度也根这增大，但掺和料掺量超过去时45%时比表面积增大吸附外加剂分子多，静浆流动度也根这减小。

2.2掺矿粉混凝土性能的影响

2.2.1混凝土的坍落度比较试验

图2在不同矿粉参量条件下对混凝土坍落度的变化。

由图2可知：随着矿粉掺量的增加，混凝土的坍落度都呈增长趋势。在矿粉掺量较低时，混凝土已经表现出坍落度增大，并且随着外加剂掺量的增加，混凝土初始坍落度的提高效果也比较明显，当坍落度达到220mm以上后，增加矿粉用量对提高坍落度效果不大，但可以继续提高混凝土流动性。而且，试验中还发现，如果矿粉掺量过大，混凝土也容易出现泌浆。

2.2.2两种硅酸盐水泥混凝土强度比较

图3为P硅酸盐水泥混凝土3d、7d和28d强度，在不同的矿粉掺量时的试验结果。根据试验结果可知，两硅酸盐水泥混凝土3d强度都达到了18～23MPa，28d强度达到了30～40MPa。可见矿粉虽然早期混凝土强度低，但并不影响后期强度的增长，而且由于矿粉的矿物活性高，混凝土28d强度也能过到120%以上。

3结 论

1、对于目前大型跨江路桥梁、超高层楼房使用的P.O 42.5硅酸盐水泥，试验用掺和料与水泥和外加剂，其水泥浆流动度试验结果具有较好的稳定性。

2、掺入矿粉的混凝土强度发展特点是早期强度偏低，后期强度还能继续显著增长。

3利用掺矿粉的砼早期水化热量小，放热热速度慢的特点运用到大体积或高强度等能的砼施工上，解决温度裂缝的控制问题，而且能保证后期强度有明显提高。

参考文献：

1徐定华 .混凝土材料实用指南.中国建材工业出版社.北京：2005.8：84.

2 安同富，刘建江等.聚羧酸外加剂与水泥适应性试验研究[J].混凝土，2006,4：34.

3 陈建奎.混凝土外加剂原理与应用 (第二版)[M].北京：中国计划出版社，2004：263.

4 汪澜.水泥混凝土组成、性能、应用[M].北京：中国建材工业出版社，2004：225.