海工混凝土Word文档下载推荐.docx

1、抗折强度 （MPa）密度g/cm3标准稠度用水量%比表面积m2/kg3d28d7d1.490135合格46.274.07.611.03.1226.2383粒化高炉矿渣的比表面积 488m2/kg， 密度 =2.86g/cm3。 级低钙粉煤灰的细度 （ 45m 筛余量） 为 10.9，需水量比为 98。矿渣微粉、粉煤灰和硅灰的主要化学成分如表 2 所示。表 2 H 牌 525#水泥、矿渣、粉煤灰、硅灰的主要化学成分 （%）化学成分胶凝材料SiO2Al 2O3Fe2O3CaOMgONa2OK 2OSO3H 牌 525#水泥20.405.253.3864.11.280.060.642.88矿渣32.

2、8114.102.551.07-0.55粉煤灰48.7027.607.901.501.703.400.80硅灰91.101.333.680.331.441.510.28配制混凝土时，选用细度模数 f=2.8 的河砂，粒径 5 25mm 碎石， LEX-9H 聚羧酸高效减水剂。为考察矿物掺合料 粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰等入后对混凝土力学性能及耐久性能的综合影响，并比较各种掺入方式下的复合效应。分别选用纯水泥组（编号 H1 ）、水泥与矿粉组（编号 H2）、水泥，矿粉及粉煤灰三元组（编号 H3）以及水泥，矿粉，粉煤灰和硅粉四元组（编号 H4），分别测试在等条件下的混凝土强度和抗渗、耐氯离子腐蚀性能

3、，并分析各元胶凝材料的粉体学特征。2.2试验结果及分析（1）混凝土的力学性能各系列混凝土的抗压强度试验结果见图 1。结果表明， H2、 H3系列混凝土的早期强度较 H1 系列混凝土低，强度发展慢，而 H4系列混凝土的早期强度与 H1 相当。但各系列掺合料混凝土的 60 天强度几乎达到或超过了 H 1 普通混凝土，且在总掺量一定时， H4 混凝土大于 H3 混凝土，且比 H2 的混凝土早期及后期强度高。图 1 混凝土立方体抗压强度发展趋势2 混凝土渗透高度比（2）混凝土的耐久性能图 3 混凝土抗氯离子扩散系数图 4 胶凝材料颗粒平均粒径掺加了粉煤灰和矿粉等掺合材料的混凝土的抗氯离子渗透能力明显强

4、于普通混凝土。即掺合材料的引2、图 3 所示，掺合料混凝土渗透高度比和抗氯离子扩散系数H4 最好， H3 次之， H2 再次，但都强于 H1 胶凝材料（3）胶凝材料颗粒粒度分析颗粒粒度分析表明，如图 4 所示，在混凝土粉料中，水泥颗粒粒径最大，磨细矿渣、粉煤灰次之，硅灰Rosin-Rammler 分布的均匀性系数 n 是粉料粒度分析的一个重要表征参数。 n 值越小， 表明颗粒群体分布 围越广，大小颗粒相互搭配，其颗粒级配越好。粉料的空隙率的大小也可以比较各粒径围的颗粒互相填充5、 6 所示。5 粉料颗粒 R-R 分布均匀性系数图 6 粉料空隙率从图 5、 6 可以看出， H 4的均匀性系数 n

5、 值最小， H 3、 H2次之， H1 最大；也就是说相比较而言，水泥、根据上述试验结果，粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰等多元矿物掺合材料在微集料效应复合、火山灰效应改善混凝土的宏观性能。根据地区原材料的供应情况以及多元矿物掺合材料复合交互效应特点，并根据海工混凝土构件所处腐蚀通过掺合材料而对混凝土达到不同的改善效果。 通过多批试验生产，三、高性能海工混凝土专用掺和料在混凝土中的应用3.1高性能海工混凝土专用掺合材料掺量围的选择图 7 表示将高性能海工混凝土专用掺合料以 30 80的比例替代水泥后，混凝土强度和电通量（ 28d）50 70时，1000C）。根据对型和 I 型高性能海工50 70之间

6、。图 7 高性能海工混凝土专用掺合料掺量对混凝土性能的影响3.2高性能海工混凝土专用掺合料对混凝土的性能影响试验中采用硅酸盐 P 52.5#水泥、高性能海工混凝土专用掺合料 （包括型和型两种 ）、聚羧酸盐类LEX-9H 减水剂， 5-25mm 连续级配粗骨料，细度模数 2.6 中砂。3.2.1试验用混凝土配合比研究考察了 C35 和 C50 两系列高性能海工混凝土的性能，其编号分别为普通混凝土 （基准组 ）的 35J/50J，35 /50组，掺型掺合料的 35 /50组，混凝土配合比见表 3。表 3 混凝土配合比编号掺合料类型水胶比每立方砼中材料用量 （kg/m 3）水泥掺合料砂石外加剂35J

7、基准组0.3640068611683.63512028066811883550J0.3247064111394.235018828250注： 35 系列中掺合材料的掺量为 70， 50 系列中掺合材料的掺量为 60，外加剂掺量为胶凝材料质量的 0.9。3.2.2新拌混凝土性能试验结果见表 4，结果表明高性能混凝土 35、 35 I、 50I、 50的坍落度、粘聚性、保水性等方面性能比基准的普通混凝土好，而其中掺型坍落度比 I 型小。这是因为高性能海工专用掺合料本身具有一定的减水作用，同时由于其良好的颗粒组成，与水泥匹配后形成连续微级配，可改善新拌混凝土的性能。故其坍落度较大而粘聚性和保水性较好

8、；型掺合料的比表面积较型大，且其中含有一定量的超细粉料，其需水量较型大，因此同水胶比和用水量时其坍落度较型稍小。表 4 新拌混凝土性能坍落度 （mm）粘聚性保水性坍落度经时损失 （mm）30min60min90min120min165一般15070175良好13017011016015580601401453.2.3混凝土抗压强度发展趋势表 5 混凝土抗压强度发展趋势14d60d90d34.643.248.351.256.360.126.933.838.946.652.660.328.537.140.847.458.862.950.958.764.366.867.431.342.553.263

9、.467.570.235.944.254.565.768.970.6表 5 趋势说明了在标准养护条件下，相对普通混凝土 （纯水泥混凝土 ）而言，掺有型和型高性能海工混凝土专用掺和料的高性能海工混凝土的早期抗压强度较低， 28 天抗压强度则基本相当，而后期强度则较高，并且各龄期型高性能混凝土的抗压强度均大于型。3.2.4混凝土其它力学性能表 6 混凝土其它力学性能抗折强度 （Mpa）劈拉强度 （Mpa）轴压强度 （Mpa）弹性模量（ 104MPa ）8.04.336.63.007.43.829.73.277.94.027.23.359.54.443.83.698.93.936.83.659.34

10、.54.13根据表 6，大掺量有高性能海工混凝土专用掺合料的混凝土其常规力学性能与基准混凝土相当。3.2.5 收缩变形性能35 系列混凝土为例，比较高性能混凝土和普通混凝土的收缩变形性能。如图 8 所示。图 8 35 系列混凝土收缩变形性能可得出，较基准混凝土，高性能混凝土的收缩发展趋势基本相同，但其收缩量要小一些。极限收缩量为0.5E-3 左右。3.2.6混凝土的绝热温升变化趋势JR绝热温升实验就是在绝热条件下，直接测定混凝土水化过程中的温度变化和最高温升值。实验采用型混凝土绝热温升测定仪，实验结果见表7。表 7：混凝土绝热温升试验结果绝热温升值（）峰值时间（小时）74.24565.5615

11、3根据表 7，高性能海工混凝土在配制过程掺量引入活性矿物掺合材料，故其绝热温升峰值较基准混凝土有不同程度的降低， 且峰值出现时间推迟。 在相同掺量条件下，型掺合料其绝热温升较型掺合料要高，峰值出现时间提前。故采用型高性能海工混凝土专用掺合料的混凝土可用于大体积混凝土的浇筑。3.2.7混凝土常规耐久性能比较高性能混凝土和普通混凝土在抗碳化、抗渗和抗冻性能的不同，试验结果如表 8。表 8 混凝土的碳化、渗透和抗冻性能碳化深度 （mm）渗透高度 （mm）抗冻 （冻融循环 100次 ）碳化深度（ mm ）碳化后混凝土强度损失（）最大渗水压力（ MPa ）渗水高度质量损失（）相对动弹性模量损失（）0.3

12、00.632.526.30.98.10.160.427.10.66.90.466.57.20.250.5020.50.70.170.386.60.56.80.140.375.40.46.4表中数据表明，高性能混凝土的抗碳化、抗渗和抗冻性能均较基准混凝土有不同程度的提高，尤其是高性能混凝土抗渗能力的改善十分明显，说明较基准混凝土，高性能混凝土的部孔隙结构得以致密或曲化，使得渗透通路阻塞或延长。为对比掺有和型掺合料的高性能海工混凝土与纯水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能和抵抗碱骨料反应性能， 同时进行了复合胶凝体系与纯水泥体系的抗蚀系数和碱骨料反应试验。 表 9 结果表明，将高性能海工混凝土专用掺合料引

13、入纯水泥胶凝体系后，其抗硫酸盐、抑制碱骨料反应的能力有明显改善。表 9 混凝土胶凝材料抗硫酸盐、抑制碱骨料反应的性能抗蚀系数碱骨料反应纯硅酸盐水泥（ 100）0.920.2纯硅酸盐水泥（ 40）型掺合料（ 60）1.250.05纯硅酸盐水泥（ 40）型掺合料（ 60）1.120.033.2.8混凝土抗 Cl-渗透性能研究3.2.8.1 混凝土电通量、表观氯离子扩散系数试验表 10 混凝土电通量、表观氯离子扩散系数测试结果电通量 （C）表观 Cl-扩散系数 Da（E-12m 2/s）备注12634.85此中 Da 值为浸泡90 天时的测试值8267411.1011124.267501.15637

14、0.95试验结果表明，掺有海工专用掺和料的混凝土电通量均小于 1000C，且系列较系列小，但均比基准混凝土组小。这说明高性能海工混凝土的抗氯离子渗透性能比普通混凝土有极大提高，型高性能海工混凝土专用掺合料对于混凝土抗氯离子渗透性能的改善程度较型掺合料高。 90 天表观氯离子扩散系数的测试结果也与电通量试验结果有相类似的趋势。1.1.8.2 恒电压钢筋快速锈蚀试验恒电压锈蚀快速试验可对混凝土阻止其部钢筋锈蚀的能力作以定性描述。与用混凝土氯离子扩散系数来间接计算混凝土的耐用寿命不同，该试验定量反映了高性能混凝土在快速试验条件下，其寿命相对于基准混凝土的变化。如图 9 所示，掺有型和型高性能海工混凝

15、土专用掺合料的混凝土破坏时间是基准混凝土的 1.5 2.0 倍左右，假设基准混凝土的一般寿命为 50 年，则高性能海工混凝土的寿命可达 100 年左右。图 9 混凝土钢筋锈蚀快速试验结果四、结论1.2粒化高炉矿渣、粉煤灰、硅灰等矿物掺合料的复合引入是实现高性能混凝土的有效途径之一。多元复合胶凝材料对混凝土性能的改善与其在混凝土中形成良好微级配，微集料效应、形态效应、界面效应、火山灰效应等复合交互迭加有关。合理控制各种矿物掺合料的物理性能和掺量比例等参数，可最大化发挥多元胶凝材料的复合效应，改善混凝土的综合性能。1.3高性能海工混凝土专用掺合料基于各种矿物掺合材料的交互叠加效应，通过各种矿物掺合材料的合理匹配，以特殊工艺形成的可满足高性能海工混凝土配制的矿物外掺材料，对新拌混凝土性能，混凝土的物理力学性能，混凝土温升，混凝土抑制碱骨料反应等具有改善效果。尤其对混凝土耐久性能，抗氯离子侵蚀性能等有显著的增益效果。