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摘要：本文主要针对矿物掺合料对绿色高性能混凝土强度的影响展开了分析，通过结合具体的试验实例，对试验的进行作了详细的介绍，并对试验的结果作了阐述和系统的分析，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。
关键词：矿物掺合料；性能混凝土；强度；影响
0 引言
矿物掺合料是高性能混凝土的必要组份之一，近年来，由于掺合料具有独特的优越性：不仅能提高材料的力学性能、耐久性以及环境友好性，而且可以节约能源、资源，减少造成温室效应的气体排放，它们在工程中的应用越来越广泛。基于此，本文就矿物掺合料对绿色高性能混凝土强度的影响进行了分析，相信对矿物掺合料对绿色高性能混凝土强度的影响进行了分析，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1 试验
本次试验主要验证粉煤灰和矿粉对混凝土的和易性、强度、碳化和渗透性能的影响，并确定粉煤灰和矿粉的合适掺量以及如何改善其不利因素。
1.1 原材料
本次试验所用砂为当地的人工砂，P.O42.5水泥；Ⅰ级粉煤灰，细度5.6%，需水量比93.0%；矿粉为S95级，主要指标为胶砂流动度是101%，比表面积是463m2/kg，7d和2d活性指数分别为79%和102%。
1.2 试验配合比及结果
1.2.1 单掺与双掺矿物掺合料对混凝土和易性的影响
试验按表1中配合比为基准配合比进行试验，表2是W/B（水胶比）为0.48的抗压强度结果，表3是W/B（水胶比）为0.36的抗压强度结果。矿物掺合料按等质量取代法进行配合比计算。
通过试拌结果可知，单掺粉煤灰的混凝土和易性良好，单掺矿粉的混凝土有些泌水，包裹性差些，并随矿粉的用量增大而增大。当粉煤灰和矿粉双掺时，混凝土的流动性增大一些，保水性较好。T－10，T－11，T－13和T－14的和易性相对较好，其流动性和浆体的密实性都比基准混凝土好。无论是水胶比为0.48还是0.36，掺加矿物掺合料后混凝土在达到同样坍落度时，其用水量稍微有些减少。这是由于粉煤灰与矿粉的需水量比较水泥的需水量比小的缘故。掺粉煤灰时，由于粉煤灰中富含的球状玻璃体对浆体起到“润滑作用”（滚珠效应），可增大新拌混凝土的流动性，减小泵送阻力，改善混凝土和易性。混凝土中掺有矿粉时，其泌水性明显增加，泌水随矿粉掺量的增加而增大。当同时掺加粉煤灰和矿粉时，混凝土的和易性得到改善，并在比例为1：1时效果最好，配制的混凝土具有流动性良好，不泌水，黏聚性适中，易于泵送的特点。这可能是由于充分发挥了粉煤灰的“形态效应”，并在此比例下粉煤灰、矿粉和水泥等细料达到较好级配所致。
1.2.2 单掺粉煤灰对混凝土强度的影响
图1和图2分别表示W/B为0.48和W/B为0.36时，不同粉煤灰掺量对混凝土强度的影响关系。
从图1、图2可以看出，当粉煤灰等量取代水泥时，随着粉煤灰替代量的增加，混凝土的28d强度降低，3d强度的降低十分明显，60d强度降低相对较小。从图1可知W/B为0.48时，粉煤灰掺量为15%、25%、40%、50%时，3d强度分别降低为14.6%、19.3%、41.2%、58.4%；28d强度分别降低11.2%、13.8%、27.5%、41.5%；而60d强度分别降低了6.4%、7.5%、12.5%、24.1%。从图2分析可知W/B为0.36时，粉煤灰掺量为10%、17%、25%、30%、40%、50%时，混凝土的3d强度分别降低6.7%、9.4%、15.6%、18.8%、38.2%、54.3%；而60d强度分别达到纯水泥混凝土的104%、98%、109%、107%、95%、87%。掺加粉煤灰的混凝土早期强度低是由于粉煤灰是具有潜在火山灰性，需要Ca（OH）2作为激发剂才能发挥其水化反应，在早期水泥水化产物中Ca（OH）2的浓度较低，水化反应较少，因此在早期粉煤灰对混凝土的增强并不起多少作用，只是起到填充孔隙作用。在后期随着水泥水化的不断进行，粉煤灰的活性组分在激发剂的作用下进行缓慢的水化反应，其水化产物填充孔隙，提高了混凝土的密实度，其强度得到增长。当水胶比较小时，胶凝材料较多时，同比例掺量粉煤灰的混凝土早期强度降低要小，这可能是由于在低水胶比下，粉煤灰更多起到微集料的作用，其胶结作用主要是由水泥熟料的水化产物作用而成。当粉煤灰替代量为40%和50%时，混凝土的抗压强度降低还是比较大。
图4 矿粉掺量对混凝土强度的影响关系图（W/B=0.36）
从图3、4可知，当矿粉等量取代水泥时，混凝土的28d强度并不降低，有的甚至有所提高，60d的强度有比纯水泥混凝土要高的趋势，而早期强度（表现为3d强度）随混凝土中矿粉的掺量的增加而降低，在掺量为60%和70%时表现明显。从图3可看出W/B为0.48时，28d强度只有矿粉掺量为15%的强度比纯水泥低，其余三个掺量都比纯水泥高；在60d强度的四个掺量中，强度最低的比纯水泥混凝土高11%，并随矿粉掺量的增加强度增大。从图4可看出W/B为0.36时，28d强度只有矿粉掺量为70%的混凝土强度比纯水泥混凝土强度低，其余七个掺量都比纯水泥高；在60d强度的八个掺量中，强度最低的比纯水泥的混凝土高3%。在W/B为0.48时，矿粉掺量为40%和50%，其3d强度降低了21%和27%；在W/B为0.36时，矿粉掺量为50%、60%和70%，其3d强度分别降低了22%、36%和36%。
1.2.4 粉煤灰和矿粉双掺对混凝土强度的影响
从表4、表5中分析可知，在W/B为0.48矿物掺合料占胶凝材料的15%和40%时，粉煤灰所占比例越大，其强度越低，矿粉所占比例越大，其强度越高。在粉煤灰与矿粉的比例为1：1时，混凝土的和易性较好，60d强度能达到甚至超过纯水泥混凝土的强度。矿粉和Ⅰ级粉煤灰复合掺加，两种材料的火山灰效应、形态效应和微集料效应相互叠加，形成“工作性能互补效应”和“强度互补效应”，使混凝土具有良好的抗渗性和可泵性。
1.2.5 掺矿物掺合料对混凝土的碳化性能影响混凝土抗碳化性能试验，采用国标《普通混凝土力学性能和耐久性能试验方法》（GB/T50082－2009），CO2浓度保持在20±3%，测试养护龄期28d的混凝土立方体（100mm）试件在此浓度下7d、28d的碳化深度。
备注：此配合按表1中配合比为基准配合比
从表6分析可知，28d的碳化深度比7d的碳化深度要大，水胶比为0.36的比0.48的碳化深度要小得多。在同一水胶比时，掺粉煤灰的碳化深度比掺矿粉要大，纯水泥的抗碳化性能最好，当粉煤灰与矿粉都掺20%时比单掺粉煤灰或矿粉的要好些。
1.2.6 掺矿物掺合料对混凝土的氯离子渗透性影响
氯离子渗透试验采用进口设备，八通道，按ASTMC1202－97方法试验、评定。试件是在标养室标养28d和56d后进行试验的。
备注：此配合按表1中配合比为基准配合比
从表7分析可知标养56d的氯离子渗透值比标养28d要低，水胶比为0.36比0.48的氯离子渗透值要低得多。掺加25%的粉煤灰或矿粉比纯水泥的氯离子渗透值要低，掺20%的粉煤灰和20%的矿粉的氯离子渗透值更低。
2 结语
综上所述，随着如今建筑施工对混凝土的要求愈来愈高，矿物掺合料作为高性能混凝土的必要组份之一，我们必须要对矿物掺合料对绿色高性能混凝土强度的影响进行相应的分析，得出科学合理的数据，从而为如今的建筑施工带来帮助。
参考文献
[1]高小建、杨英姿、邓红卫.矿物掺合料对高性能混凝土收缩分布的影响[J].哈尔滨工程大学学报.2010（09）.
[2]王立久、董晶亮、谷鑫.不同矿物掺合料对混凝土早期强度和工作性能影响的研究[J].混凝土.2013（04）.
论文作者:胡国付
论文发表刊物:《基层建设》2016年9期
论文发表时间:2016/7/28
标签：混凝土论文; 强度论文; 粉煤灰论文; 矿粉论文; 矿物论文; 水泥论文; 掺合论文; 《基层建设》2016年9期论文;