超细水泥活性粉末混凝土的配合比设计

发布时间：2019-07-20 10:08

【摘要】：为了使原材料来源更好地满足实际工程需要,通过试验成功制备了不掺硅粉的新型超高性能混凝土,即超细水泥活性粉末混凝土(SC-RPC),并研究了水胶比、砂胶比、外加剂掺量、骨料粒径范围、普通水泥及矿物掺和料对SC-RPC砂浆体抗压强度、(含水)孔隙率、拌和物流动度的影响.试验结果表明:超细水泥可单独作为粉料制备SC-RPC;混掺30%(质量分数)粒化高炉矿渣粉、10%(质量分数)粉煤灰后材料抗压强度最高,拌和物流动度最大,且经济性较好;采用普通水泥取代部分超细水泥导致材料孔隙率增大,抗压强度降低;可针对工程需要筛分出粒径范围合适的普通河砂制备SC-RPC;建议使用适量消泡剂增加材料密实度.在试验基础上建立了水胶比、孔隙率双因素控制的SC-RPC砂浆体抗压强度预测模型,并给出掺入钢纤维后材料抗压强度的计算方法.
【图文】：

图１试验选用的河砂粒径范围Ｆｉｇ．１Ｓｉｚｅｒａｎｇｅｓｏｆｒｉｖｅｒｓａｎｄｉｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ

２．４５６．０４４．６４４．２８２．３５１．１３０．１４０．０３０．９２ＧＧＢＦＳ３４．５４３６．６７１４．８５８．９１２．３００．３７０．５８０．４２ＦＡ４．１５５２．３６３１．７３０．７８１．００５．８７１．６９０．５５表２河砂的颗粒级配Ｔａｂｌｅ２ＧｒａｄａｔｉｏｎｏｆｒｉｖｅｒｓａｎｄＰａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ／ｍｍ００．１６０．３２０．６３１．２５２．５０５．００Ｐａｓｓｉｎｇｒａｔｉｏ（ｂｙｍａｓｓ）／％０１１．６３３．０６３．７７２．７８２．６１００．０图１试验选用的河砂粒径范围Ｆｉｇ．１Ｓｉｚｅｒａｎｇｅｓｏｆｒｉｖｅｒｓａｎｄｉｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ１．２试验方法将干料倒入水泥胶砂搅拌机慢搅１ｍｉｎ，，继续慢搅２ｍｉｎ并于前３０ｓ内加入水和外加剂，快搅３ｍｉｎ后慢搅１ｍｉｎ停机．将拌和物倒入４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍ的标准试模中，在振动台上振动密实后放入标准养护箱中养护．脱模后置入蒸汽养护箱中，在（９０±１）℃下养护２ｄ．养护完毕后冷却至常温，擦干称重，采用游标卡尺测量试块尺寸，按ＧＢ／Ｔ１７６７１—１９９９《水泥胶砂强度检验方法（ＩＳＯ法）》测定砂浆体抗压强度Ｒｃ．拌和物流动度Ｓｖ按ＧＢ／Ｔ２４１９—２００５《水泥胶砂流动度测定方法》进行测试，但底板改用玻璃平板．材料的孔隙率Ｖｒ为养护完毕后的实测密度与不计空气含量的理论密度之比．１）文中涉及的筛余、掺量、水胶比等除特别说明外均为质量分数或质量比．

图５ＳＣ－ＲＰＣ的试验数据与回归曲线Ｆｉｇ．５Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａａｎｄｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ

６６４建筑材料学报第１７卷曲线相关系数Ｒ＝０．７９，可知模型与试验结果基本吻合．偏离曲线最大的数值点对应的配合比编号为Ｆ２０Ｇ３０，该配比采用２０％的粉煤灰和３０％的粒化高炉矿渣粉等质量取代了超细水泥，由于取代量较大，且粉煤灰的火山灰活性相对较低，故Ｃ－Ｓ－Ｈ凝胶生成量少，导致基体强度下降并削弱了基体与骨料之间的界面黏结力，使砂浆体抗压强度明显低于预测值．故使用该模型时需保证砂浆中Ｃ－Ｓ－Ｈ凝胶生成量，避免其成为影响抗压强度的主要因素．图５ＳＣ－ＲＰＣ的试验数据与回归曲线Ｆｉｇ．５ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａａｎｄｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆＳＣ－ＲＰＣｍｏｒｔａｒ掺入钢纤维后，若固定钢纤维种类和材料制备、养护方式，且拌和物流动度良好，则钢纤维对ＳＣ－ＲＰＣ抗压强度的增强效果与其用量线性相关，关系式为：Ｒｃ，ＳＦ＝Ｒｃ（１＋ｄφＳＦ）（２）式中：Ｒｃ，ＳＦ为按ＧＢ／Ｔ１７６７１—１９９９方法测得的掺钢纤维后ＳＣ－ＲＰＣ抗压强度；ｄ是与钢纤维种类、材料制备和养护方式相关的系数，由回归分析得ｄ＝７．２．４结论（１）建议将ＳＣ－ＲＰＣ的水胶比控制在０．１８以内，砂胶比控制在１．００∶１．１０左右，此时材料相对密实，抗压强度及拌和物流动度较佳．（２）使用高效聚羧酸减水剂时应考虑其缓凝作用，并添加适量消泡剂以提高材料密实度．（３）骨料选用０．１６～０．６３ｍｍ粒径的普通河砂时材料抗压强度较高，离散性小．筛去粒径０．１６ｍｍ以下的尾砂减少了骨料含泥量，材料抗压强度提高，离
【作者单位】：北京工业大学城市与工程安全减灾省部共建教育部重点实验室;北京正华混凝土有限责任公司;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51378032) 北京市自然科学基金资助项目(8142005) 教育部博士点基金资助项目(20131103110017)
【分类号】：TU528.31

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