大掺量矿渣碾压混凝土的试验研究

合集下载

粉煤灰和矿渣粉对混凝土性能的影响研究

引言粉煤灰和矿渣粉是常见的工业废料，将粉煤灰和矿渣粉用于混凝土中，不仅能减少废弃物堆放导致的占地和环境污染等问题，还有助于改善混凝土的和易性、降低混凝土结构的水化热等[1-3]。

关于粉煤灰和矿渣粉对混凝土性能的影响已取得了大量的研究成果，但由于原材料、配合比和养护方式等差异，研究者所获得的结论并不一致，甚至相互矛盾。

赵顺湖等[4]的研究结果表明，随着矿渣粉掺量的增大，混凝土的坍落度逐渐增大，且30%矿渣粉掺量的混凝土抗压强度高于不使用掺合料的混凝土。

李双喜等[5]的研究结果表明，随着矿渣粉掺量的增大，混凝土的坍落度和抗压强度均逐渐降低，且抗压强度均低于不使用掺粉煤灰和矿渣粉对混凝土性能的影响研究孙宏图1　张　强1　蔡志远1　刘　帅2　姜瑞双2　黄智德31. 济南金曰公路工程有限公司山东济南 2500142. 山东省交通科学研究院山东济南 2500313. 山东交通学院交通土建工程学院山东济南 250357摘要：采用矿物掺合料替代水泥是降低混凝土成本和提升混凝土性能的有效途径，原材料特性和混凝土配合比对矿物掺合料使用效果的影响值得关注。

研究了粉煤灰和矿渣粉替代水泥对C40、C50混凝土的工作性和抗压强度的影响，结果表明：适量地掺入粉煤灰和矿渣粉有助于改善混凝土的工作性，掺入20%的粉煤灰可使C40混凝土的坍落度由175mm提高至200mm，掺入25%的矿渣粉可使C50混凝土的扩展度由450mm提高至500mm；粉煤灰和矿渣粉的作用效果受其掺量和混凝土配合比的影响，当掺合料掺量较高且水胶比较低时，混凝土的黏度大，过于干硬不易施工；相比矿渣粉，粉煤灰对混凝土强度的影响更为显著，粉煤灰的掺入使混凝土的早期强度降低但后期强度上升明显；建议掺入20%的粉煤灰和20%的矿渣粉等量替代水泥配制C40混凝土，建议掺入25%的矿渣粉等量替代水泥配制C50混凝土。

关键词：矿物掺合料；坍落度；扩展度；抗压强度；混凝土配合比The Influence of Fly Ash and Slag Powder on the Performance of ConcreteAbstract: Replacing cement with mineral admixtures is an effective way to reduce concrete costs and improve concrete performance. The impact of raw material properties and concrete mix proportion on the effectiveness of mineral admixtures is worth paying attention to. Study the effect of replacing cement with fly ash and slag powder on the workability and compressive strength of C40 and C50 concrete. The results show that adding an appropriate amount of fly ash and slag powder can improve the workability of concrete. Adding 20% fly ash can increase the slump of C40 concrete from 175mm to 200mm, and adding 25% slag powder can increase the expansion of C50 concrete from 450mm to 500mm. The effect of fly ash and slag powder is influenced by their dosage and concrete mix proportion. When the dosage of admixtures is high and the water cement ratio is low, the viscosity of concrete is high, making it difficult to construct if it is too dry and hard. Compared to slag powder, fly ash has a more significant impact on the strength of concrete. The addition of fly ash reduces the early strength of concrete but significantly increases its later strength. Recommend to mix 20% fly ash and 20% slag powder to replace cement in the preparation of C40 concrete, and recommend 25% slag powder to replace cement in the preparation of C50 concrete.Key words: Mineral admixtures; slumps; slumpflow; compressive strength; concrete mix proportion收稿日期：2023-3-21第一作者：孙宏图，1982年生，高级工程师，主要从事工程质量管理工作，E-mail：********************通信作者：黄智德，1982年生，博士，主要从事混凝土与混凝土结构耐久性方面的研究工作，E-mail：********************合料的混凝土。

大掺量矿渣粉混凝土抗冻性能的研究

第一作者简介：丁红霞（９Ｏ）女，士研究生，师。研究方向１８一，硕讲
土木工程。Ｅ－ｉ：ｉｇｉ２０－０＠１３ｃｒ。ｍａｄｎｄｎ０４２７６．ｏｌｇ０ｎ
于标准要求，明该矿渣粉活性较高；说
１９期
第１２卷
第１９期
２１０２年７月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ．２Ｎｏ１Ｊ１０１１１．９ｕ．２２
１７ — １１（０２１－８００６１８５２１）９４２ —５
ＳｉｎｅＴｃｎｌｇｎｎｉｅｒｇｃｅｃｅｈｏｏｙａｄＥｇｎｅｉｎ
丁红霞，：等大掺量矿渣粉混凝土抗冻性能的研究
４２８１
（）膏：３石南京化工厂提供的磷石膏，Ｏ含量Ｓ，
为４．４２％；
１２试验方法．
大掺量矿渣粉混凝土按Ｃ０强度等级进行设３
（）：４砂普通河砂，中砂，颗粒级配 Ⅲ区，细度模
是混凝土结构的主要破坏形式之一，此，求混为要
冻的。
矿渣是高炉炼铁的副产品，具有较高的潜在活性，细矿渣粉作为混凝土的独立组分，｝土磨使昆凝形成细观层次的自紧密体系，降低了水泥石的孔隙率。同时由于增加了ｃｓＨ凝胶体与凝胶孔数 — — 量的增加，少了结冻孔的数目，解了产生结冰减缓水压的来源。因此，细矿渣粉的掺入可改善混凝磨

大掺量矿渣粉混凝土抗碳化性能的研究

⑥
２０１３Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ．
大掺量矿渣粉混凝土抗碳化性能的研究
丁红霞刘森忠陈烨高蔚
（南昌大学科学技术学院，南昌３３００２９；长沙建筑工程学校，长沙４１０００４）
摘
要
研究了用５０％和７０％（质量分数）矿渣粉替代硅酸盐水泥对混凝土力学性能和抗碳化性能的影响，对混凝土的碳化
第１３卷
第４期２０１３年２月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ１．１３Ｎｏ．４Ｆｅｂ．２０１３
１６７ｌ一１８１５（２０１３）０４ — １０６８ — ０５
ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
了起到节约能源保护环境的作用之外，已经成为混
凝土高性能化的关键技术和必不可少的组分之一，而矿渣粉又因其相对较高的活性被广泛应用于各行业的混凝土结构工程中。在大掺量掺合料情况下，混凝土除了要满足力学性能要求和施工工艺要求之外，其耐久性的问题更是得了普遍的关注，比如由于钢筋的锈蚀导致钢筋混凝土结构过早劣化
（６）减水剂：ＦＤＮ高效减水剂。
１．２试验方法
１．２．１混凝土物理力学性能测定

矿粉对商品混凝土性能的影响及注意要点研究

矿粉对商品混凝土性能的影响及注意要点研究引言矿渣粉也是目前商品混凝土生产企业广泛采用的原材料之一。

掺加矿物掺合料不但可以提高混凝土的和易性、流动性，抗压强度等多项性能，同时可以降低生产企业的材料成本提高生产效益。

尤其是利用矿渣粉和粉煤灰等活性混合材相复合，取代部分水泥。

目前，随着我国大型立磨矿粉技术的快速发展，大量细度在400～430m/kg的矿粉得到了广泛应用，矿粉替代水泥量达到40%以上。

现在，众多商品混凝土公司大量使用矿粉，但是由于单掺矿粉，容易导致混凝土发黏a板结，而通过与粉煤灰复配，可以改善混凝土的泵送性能，同时降低了混凝土的生产成本，并且通过次第水化和微集料效应，还改善了混凝土的结构和耐久性。

本文通过对水化热、收缩以及氯离子渗透的研究，指出矿粉和粉煤灰复掺40%～60%，能够有效保证混凝土的强度和耐久性。

1 实验材料及实验方法1.1 原材料水泥：P.O42.5水泥，28天抗压强度52Mpa；粉煤灰：I级粉煤灰；矿粉：S95级矿粉；砂：中砂，细度模数2.7，含泥量小于3.0%；石：5～25mm。

连续级配，含泥量小于0.5%；减水剂：北京成百星JSP-V萘系减水剂。

1.2 实验方法水化热测定参照GB2022-80进行，测得水化温升与时间的关系曲线；自由收缩是在干燥条件下测定25×25×285mm胶砂棒收缩率；氯离子渗透是采用美国ASTM C1202-97方法，记录6小时内通过Φ100×50mm的圆柱体试件的电量Q值，用来评价混凝土的密实程度和抵抗氯离子渗透能力。

2 实验结果与分析2.1 矿粉对水化热的影响在表1和图1中，从曲线2和3可知，掺矿粉的水泥水化速率要高于掺粉煤灰，出现最高温峰时间要早，且最高温峰较粉煤灰高，但是与纯水泥1相比，水化最高温升有了明显降低，这样可以避免由于水化温升导致混凝土内外温差而产生微裂纹；曲线2、3、5，替代水泥量为40%时，单掺矿粉、单掺粉煤灰和双掺矿粉和粉煤灰出现最高温峰时间差距不大。

戈兰滩电站大坝碾压混凝土掺合料的试验研究

ｓｕｗｓｒｏｄｒｒａｏｅｃｕｔ．Ｉｉｆｌｇｅｎｆｙａｈａｄｔｎａｌｅｏｖｒ６０ｍ，ｔｅＯｎｒｏｔｅｔｎｂｒｅｅｆｔｏｎｒｎｖｅｏｅｄｍａｄｏｓｏｇｈｕａｆｅ０ｋｈｅａｈｙｗｒａｌｆｎｇｏｈｗｅ
ａｄｔｅａｄｃｎｒｔｔｄｉｖｄｉｉｏｃｅｅｗｉａｄｔｅ．Ｔｉａｅｉｅｎｏｅａｌｉｔｏｕｔｎｏｅｒｓｌｆｔｅｔｓｎｄｓｕｉｓ．ｖｎｈｉｈｓｐｐｒｇｖｓａｖｒｎｒｄｃｉｆｔｅｕｔｏｅｔａｔｄｅｌｏｈｓｈｓ
摘
要：云南戈兰滩水电站大坝为碾压混凝土重力坝，地处祖国西南边陲。由于需要粉煤灰掺量大，且运距远达６０ｋ以上。因０ｍ
此。建设单位建议采用运距较近的玉溪地区钢铁企业生产的高炉矿渣和景谷水泥厂的石灰石矿为原料，加工生成高炉矿渣粉和石灰石粉为本工程的混凝土掺和料。为此，对掺合料及掺加掺合料拌和的碾压混凝土各项物理力学性能进行了一系列试验研究，文章全面介绍了试验研究成果供参考。
ｓｕｔｎｏｅｒｅｔＡｓｅｆｅｔａｄｓｄｓｅｅａｒｄｏｔｆａｉｓｈｓａａｄｍｃａｉｒｅｔｓｆｔｔｃｏｔｏｃ．ｒｓｓｕｉｒｃｒｅｒｕｙｉｌｅｈｃｐｐｒｅｏｈｒｉｆｐｊｈｅｏｔｓｉｎｔｅｗｉｕｏｖｏｐｃｎｎａｏｉｂｌｏ
ＴｈｓｎｔｄｆｔｅＲｏｌｒＣｏｐｃｅｎｒｔｄｔｖｓｆｒｔｅｅＴｅｔａｄＳｕｙｏｈｌｍａｔｄＣｏｃｅｅＡｄｉｅｏｈｅｉＣｏｓｒｃｉｎｏｈｌｎａｍｎｔｕｔｏｆｔｅＧｅａｔｎＤａ

大掺量磨细矿渣混凝土国内外研究与应用综述

有重要意义。
２大掺量磨细矿渣混凝土性能及国内外研究状况ＤＨｇｉｓ¨ 全面地研究了磨细矿渣对混凝土．ｉｇ较ｎＥ
可大幅度减少水泥用量，对环境保护和矿渣资源的高效利用具有积极意义。大掺量磨细矿渣混凝土由
级，表１见。对暴露在海洋中混凝土（０５２ — ０年）能性
（）改善新拌混凝土的工作性能，加混凝土１能增流动性，高混凝土粘聚性，提减少混凝土泌水及坍落度损失，降低混凝土水化热。
（）２可提高硬化混凝土力学性能，大掺量矿渣与氢氧化钙起火山灰反应，生成强度更高、定性更好稳的低碱度水化硅酸钙，同时消耗结晶粗大定向排列
下，具有更高的耐久性和体积稳定性。
收稿日期：０６０－４２０－２１
氯离子扩散系数（ｌｒ／ｅ．。ｘ０９（ｍ２ｓ。））
１ｏＯ０．４．４７
１．４７４．１
硅酸盐水泥
作者简介：怀英（９９，，级工程师，要从事水利工程管理高１６一）男高主工作。
于其自身的特殊优点已经得到了越来越深入的研究和广泛的应用１大掺量磨细矿渣混凝土的特点
耐久性的影响。指出：细矿渣混凝土具有较高的他磨
抗氯离子渗透能力。掺６％磨细矿渣混凝土的氯离５子扩散系数较普通硅酸盐水泥混凝土降低一个数量

中国水电四局碾压混凝土研究与应用二十年

７２
５０４
２ｏ～２０试验研究施工Ｏ０Ｏ３
２０～０２
２００６
试验研究闽黄（施工｝）
｛江＿乇
重力坝重力坝重力坝重力坝
１ｊ１１３１４．４８ｊ４
１Ｏ６１．９３ｌ２】２
１７６１Ｏ５ｌ．８１２．１０
些成绩的取得，包含了科研、管理、工程技术人员付出的大量心血，无不伴随着成功的喜悦和失败的痛
苦。在水电四局建局五十周年之际，十分有必要对中国水电四局碾压混凝土研究与应用２来的经验Ｏ年
水利水电施工
碾压
Ｏ
．
库容
（ｍ０亿）２７４
０１２．３
装机容量
（ＭＷ）１８０２
５２
总量３０３
２．Ｏ８
施工年份
１８～８９１９１９
备
注
龙羊峡青海共和左副坝龙首甘肃张掖
４６
试验研究施工
２
】７４４０５５．１ｊ０１４．７５．２ｊ
２０．２０３１～２０４０４试验检测监理
．
６７８
戈兰滩云南江城李仙江铁成海甸峡甘肃永登大通河肃临洮洮河
２０～０５
业主试验中心
２０～２０配合比设汁试验０５０６２０～２０试验检测施工０５０６
碾压混凝土筑坝技术是世界筑坝史上的一次重大创新。碾压混凝土筑坝技术以其施工机械化程度高、工期短、投资省等优点，备受世界坝工界青睐。我国自１８９６年建成第一座福建坑口碾压混凝土重力坝以来，碾压混凝土这一新型筑坝技术立即得到了中国水利水电第四工程局（以下简称水电四局）的

大体积混凝土配合比设计,矿渣粉的掺量

大体积混凝土配合比设计,矿渣粉的掺量
大体积混凝土配合比设计中，矿渣粉的掺量可以根据具体的混凝土性能要求和矿渣粉的性质来确定。

一般来说，矿渣粉的掺量可以根据以下几个方面进行考虑：
1. 抗裂性能要求：矿渣粉可以提高混凝土的抗裂性能，减少裂缝的产生和扩展。

如果对混凝土的抗裂性能要求较高，可以适量增加矿渣粉的掺量。

2. 强度要求：矿渣粉中的活性成分可以与水泥反应、产生胶凝物质，从而提高混凝土的强度。

如果对混凝土的强度要求较高，可以适量增加矿渣粉的掺量。

3. 环保要求：矿渣粉是一种废弃物资源的综合利用，其使用可以减少对原材料的依赖并降低环境污染。

如果对环保要求较高，可以考虑增加矿渣粉的掺量。

总而言之，矿渣粉的掺量应该根据具体的工程要求和矿渣粉的性质来确定，一般应在15%~30%之间。

需要注意的是，过高
的矿渣粉掺量可能会影响混凝土的工作性能和延迟时间，因此应该根据具体情况进行合理调整。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

表２骨料碱活性试验结果（砂浆棒快速法）
应。掺矿渣能有效抑制骨料的碱活性反应，且随着矿渣掺量的增大，试件１膨胀率减小，抑制效果越好。６ｄ
３碾压混凝土试验
３１碾压混凝土配合比及特性试验．
在混凝土配合比主要参数选择与试验的基础上，选择２ｏ个配合比进行试拌调整，碾压混凝土的工作度控制５～８Ｓ，混凝土的含气量控制在４一５％％的范围内。其混凝土配合比试验结果如表３。由表３、４、４可以得出。（）在相同条件下，混凝土的用水量、引气剂掺量随１
轴抗ａ心拉度／强ＭＰ
２９ｌｏｄ８ｄ０ｄ８一～一
ｖＯ５５２．ＯＯＶ３Ｏ．５５ＯＶ４０５６．５０
ＷＯ５４．５０Ｖ９０５６．５０
制碾压混凝土的可行性。结果表明，用矿渣作为掺和料配制混凝土是可行的，而且通过选用缓凝高效减水剂和引气剂，探讨了水胶比、矿渣掺量对碾压混凝土单位用水量、抗压强度、弹性模量、极限拉伸值的影响。关键词碾压混凝土Ｔ４１Ｖ３矿渣配合比设计强度耐久性文献标识码Ａ文章编号１０．９０２０）２００ —４０７６８（０６０ — ９００（）矿渣：采用巴基斯坦的成品矿渣。其物理性能、２化学成分试验结果列于表１。其矿渣粉的活性指数达到了
国标Ｇ／１０６２ＫＢＴ８４－（￣的￥５级。７
中图分类号
近年来，国内把水淬粒化高炉矿渣粉作为掺和料用于高性能混凝土的研究与应用越来越多，但是还没有哪一个工程用水淬粒化高炉矿渣粉替代粉煤灰作碾压混凝土掺和料。本文通过国外某工程混凝土试验，探讨了用水淬粒化高炉矿渣粉配制的碾压混凝土的抗压强度、抗拉强度、静力抗压弹性模量、极限拉伸及耐久性等性能。
１试验用原材料
（）水泥：１采用巴基斯坦的两种水泥，分别是ＬＣＹ．ＰＵＫＯＣ和Ｄ．．Ｒ。两种水泥的性能满足我国现行的４．级水ＧＳＣ２５等泥标准。
（）５外加剂：采用江苏南京的 Ⅲ 一Ｃ混凝土缓凝高 Ⅱ（）效减水剂、ＪＭ一２０００新型混凝土引气剂（以下简称ＪＭ外加剂），巴基斯坦的Ｓａｅｔ２ｉｍｎ一５０型混凝土缓凝高效减水剂、ｋＳａｅ混凝土引气剂（ｉ —Ａｒｋ以下简称ＳＫ外加剂）。
褒１矿渣的物理性能、化学成分
２骨料的碱活性
众所周知，粉煤灰能够抑制骨料的碱活性，矿渣是否也能抑制骨料的碱活性，用ＡＴ１６（浆棒快速测长采ＳＭＣ２０砂法）进行骨料的碱活性试验。其试验结果列于表２。由表２可以看出：混合砂、合石分别与两种水泥制成的砂浆试件混其１（２）６ｄ或８ｄ膨胀率均大于０２．％，具有潜在的碱骨料反
矿渣掺量增大而增大；二级配与三级配碾压混凝土用水量
相差８０ｋ／￣，但二者的抗压强度相差不大。 —１ｓｎ（）２混凝土的抗压强度随着水灰比的增大而减小，随着龄期的增长而增大。掺与不掺５％矿渣的碾压混凝土相０比，其后期强度下降１％左右。当水灰比为０５５，０—０７、，０矿渣掺量４％一ｏ０６％时，碾压混凝土９０ｄ轴心抗压强度达到１．２，Ｐ，７ｄ的抗压强度平均为２抗压强度的７９５７Ｍａ８ｄ５％，９２０ｄ抗压强度平均为２压强度的１０８ｄ抗２％，１０ｄ８
（）细集料：采用天然砂和人工砂的混合砂，其细度３模数为２２．。（）４粗集料：采用砾石和碎石的混合石，其中砾石约
占７％，粒径为４７ —１．，１．７５７５５０ｉ。０．５９０９０—３．，３． —７．ｔｎｏ
第２期・ＤＨＥ水利水电工程设计ＷＲ
・９・
大掺量矿渣碾压混凝土的试验研究
金
摘
琼
王
瑛
许颜军
要目前国内所建混凝土大坝工程大多采用粉煤灰作为掺和料，研究了利用水淬粒化高炉矿渣粉作为掺和料配
注：表中括号内带＊的数值为２８ｄ的膨胀率
抗压强度平均为２抗压强度的１７８ｄ３％。
维普资讯
・
１・０
水利水电工程设计
ＤＨ・２０ＷＲＥ０６年第２５卷第２期
水品泥种霉
ＶｌＯ．Ｏ５Ｏ一
圆体心压度静抗弹模极拉值柱轴抗强力压性最／Ｏ／ａＭＰ／ＧＰａ限伸 ×一ｌ
７ｄ２９１ｏｄ８ｄ０ｄ８２９１０ｄ８ｄ０ｄ８３８３６３８６．７．８．２９ｌｏｄ８ｄ０ｄ８一一一７Ｏ２５２１３６３０５．２．８．Ｏ．４．