随着现代建筑技术的发展,矿物掺合料已经成为混凝土工程中不可或缺的组成部分。目前常用的掺合料主要包括粉煤灰和矿粉,虽然各自在单独使用时都具有一定的优缺点,但如何将二者的优点有效结合,做到扬长避短,一直是科研人员关注的焦点。
双掺实验探究
为了更深入地了解混凝土双掺技术对混凝土性能的优化作用,我们进行了一系列实验,对单掺和双掺混凝土的抗压强度、坍落度、流动性等关键指标进行了对比分析。
1. 原材料主要指标
(1)水泥:我们采用了江西亚东水泥P.O42.5,其性能指标详见表1。
(2)粉煤灰:九江浔电实业公司生产的Ⅱ级粉煤灰,其性能参数详见表2。
(3)矿粉:九江通顺贸易公司的S95级矿粉,具体性能指标也列于表2中。
(4)砂子:选用九江本地的江砂,其细度模数为2.5%,含泥量和泥块含量分别控制在0.7%和0.1%以内。
(5)石子:采用九江本地的5~25mm连续级配碎石,其压碎值为6.8%。
(6)外加剂:九江鑫荣亚聚羧酸高性能减水剂,其含固量为11.0%,减水率为26%。
2. 配合比设计
为便于比较,我们设定水胶比、胶材总量、砂石用量、用水量等关键参数不变,通过调整粉煤灰、矿粉单掺及双掺时的掺量,研究其对混凝土强度、工作性能及耐久性能的影响。以C30为例,水胶比为0.47,砂率为45%,不同掺量的粉煤灰、矿粉配合比详见表3。
3. 实验结果分析
(1)随着矿粉单掺量的增加,混凝土中易出现泌水现象。这是由于矿粉颗粒能填充在水泥颗粒之间,置换其间水分所致。
(2)单掺粉煤灰时,随着掺量的增加,混凝土展现出良好的充动性和粘聚性。这得益于粉煤灰中的球状玻璃珠,起到了滚珠轴承的作用。
(3)采用双掺技术,即同时使用粉煤灰和矿粉时,混凝土的坍落度明显增大。这主要归因于粉煤灰的形态效应,减少了拌合物的粘性,增大了流动性,实现了二者的工作互补。
(4)当粉煤灰和矿粉各自以20%的掺量使用时,混凝土的拌合性能最佳,也最利于施工。
4. 结论
(1)单掺粉煤灰时,混凝土早期强度虽有所降低,但后期因火山灰效应而增长较快。
(2)双掺技术无论在坍落度、扩展度还是和易性方面均优于单掺。
(3)当粉煤灰和矿粉各自以20%的掺量取代水泥时,混凝土的工作性能和力学性能达到最佳状态,且经济效益较好。
(4)在生产控制过程中,需密切关注粉煤灰和矿粉的活性及烧失量等指标变化。若掺合料质量下降,应适当减少其掺量以减少不利影响。