引言
矿物掺合料因其水化活性以及微集料填充效应,已成为现代混凝土材料中不可缺少的组分,能有效提高混凝土材料在耐腐蚀、抗裂等耐久性方面的性能,因此,对混凝土掺合料的研究工作一直是业内的热点与重点。水工混凝土一般掺用大量的矿物掺合料,且掺合料的种类也正趋于多样化,从最早的粉煤灰、矿渣粉到磷渣粉、磷渣粉与凝灰岩复合掺合料、磷渣粉灰岩石粉复合掺合料等,新型水工混凝土掺合料的出现,有效解决了我国西南地区水电开发粉煤灰供需紧张的矛盾,保障了工程开工建设。作为工程砂石料加工系统产生的大量废弃石粉,已有研究也表明石灰石粉的掺入不仅能节约水泥,还能改善混凝土的某些性能,甚至在水化后期具有一定的活性。本实验将白云岩石加工成一定细度的白云岩石粉,研究白云岩石粉对水泥砂浆力学性能以及硬化净浆浆体微观孔结构的影响。
1 实验
1.1 原材料
实验采用的原材料主要有P.O 42.5普通硅酸盐水泥、白云岩石粉、标准砂和自来水。白云岩石粉的细度为45μm筛筛余24.0%。水泥、白云岩石粉的化学成分如表1所示。【表1】
1.2 实验方法与配合比
白云岩石粉以等质量替代水泥的方式掺入水泥砂浆,掺量分别为20%、30%、55%,掺白云岩石粉水泥砂浆的成型、养护等参照《水泥胶砂强度检验方法》(GB/T 17671)进行,试件尺寸为40mm×40mm×160mm,每个龄期成型3个砂浆试件为1组,用于力学性能测试。采用55%白云岩石粉掺量的净浆 试 件 进 行 微 观 孔 结 构 研 究,试 件 尺 寸 为2 mm×2mm×2mm,测试设备为美国康塔公司的PoroMadter GT-60压汞仪。胶砂实验配合比如表2所示,其中试样DP-55代表白云岩石粉的掺量为55%。【表2】
2 结果与讨论
2.1 白云岩石粉对水泥砂浆力学性能的影响
根据表2的配合比成型胶砂试件,按照《水泥胶砂强度检验方法》(GB/T 17671)进行标准养护和抗压强度、抗折强度测试。图1分别列出了7d、28d、90d龄期时掺白云岩石粉砂浆的抗折强度和抗压强度,由图1可以看出:掺白云岩石粉水泥砂浆的力学强度随着水化龄期的延长而增长;在相同龄期内,随着白云岩石粉掺量的增加,水泥砂浆的抗折强度、抗压强度下降。
以28d龄期为例,参照《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596)中活性指数的计算方法,将掺30%白云岩石粉砂浆试件的抗压强度与未掺白云岩石粉砂浆试件的抗压强度进行对比分析,经计算白云岩石粉28d的活性指数为67,未达到《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596)中对粉煤灰活性指数(不小于70)的要求,表明其水化活性较低。
2.2 白云岩石粉对体系微观孔结构的影响
掺55%白云岩石粉后,白云岩石粉水泥胶凝体系的孔结构特征参数如表3所示。【表3】
随着水化龄期的发展,白云岩石粉对水泥胶凝体系孔径分布的影响规律如图2所示。【图1-2.略】
3 结论
(1)掺白云岩石粉水泥砂浆的力学性能随着水化龄期的延长而增强;在相同龄期内,随着白云岩石粉掺量的增加,水泥砂浆力学性能下降。
(2)白云岩石粉28d的活性指数低于粉煤灰,水化活性较低;在其掺入水泥胶凝体系后,胶凝体系的有害孔减少、无害孔增加、平均孔径下降,总孔隙率变化不大,白云岩石粉主要以微集料填充作用为主,水化活性效应有限。
参考文献
1 于忠政,陆采荣.大朝山水电站碾压混凝土新型PT掺合料的研究与应用[J].水力发电,1999(5):15
2 纪辉,陆采荣,王珩.土卡河水电站混凝土新型复合掺合料研究与应用[J].云南水力发电,2006(6):52
3 丁一宁,安培卿,曹明莉.废弃板岩石粉用作水泥掺和料的探索与研究[J].建筑材料学报,2010(1):63
4 Collepardi M,Valate M.Recent developments in self-com-pacting concrete in Europe[C]//First International Sympo-sium on Design,Performace and Use of Self-ConsolidatingConcrete Bagneux.France,2005:217
5 刘数华,阎培渝.石灰石粉对水泥浆体填充效应和砂浆孔结构的影响[J].硅酸盐学报,2008,36(1):69
6 廉慧珍,童良,陈恩义.建筑材料物相研究基础[M].北京:清华大学出版社,1996
7 A·E谢依锦,Ю·B·契霍夫斯基,M·й勃鲁谢尔.水泥混凝土的结 构与性能 [M].北京:中国建筑工 业 出 版 社,1984
8 刘数华,阎培渝.石灰石粉在复合胶凝材料中的水化性能[J].硅酸盐学报,2008,36(10):1401
