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矿渣粉在混凝土中应用

矿渣粉在混凝土中应用
矿渣粉在混凝土中应用

矿渣粉在混凝土中的应用

【摘要】阐述了矿渣粉的性质,介绍了矿渣粉对混凝土的促进作用,以及在应用中应注意的一些问题

【关键词】矿渣粉的性质改善了混凝土的和易性对混凝土有增强作用矿粉的掺入对混凝土早期塑性裂缝的改善应注意的一些问

一、引言

随着科学技术的不断进步,混凝土的应用越来越多、越来越广,通过在混凝土中添加各种掺合料,不仅降低了混凝土的成本,而且改善了混凝土的性能,具有十分广阔的前景。

为确保工程质量,最大限度地提高工程效益,同时,达到安全快捷、环境和节约的状态,通过在c50混凝土掺加矿渣粉进行高标号混凝土施工能最大限度地延长混凝土结构的使用年限,降低工程造价。

一、矿渣粉的性质

矿渣粉是水淬粒化高炉矿渣经粉磨后达到规定细度的一种粉体材料。矿渣含有较多的cao(35%-45%),经水淬后的粒化高炉矿渣大部分为非晶体,具有玻璃质结构,这种玻璃体蕴藏有很高的结晶性能量,具有很好的活性。水淬矿渣根据其成分可分为酸性矿渣和碱性矿渣,碱性矿渣的活性优于酸性矿渣,矿渣中的al2o3含量也是标志矿渣活性的一个重要特征,其含量越高,矿渣活性也越高。

由于矿渣粉一般都磨得比水泥细和它表面的玻璃质,不仅对水

海工耐久混凝土原材料控制和配合比设置

海工耐久混凝土原材料控制和配合比设置 本文详细阐述了海工混凝土原材料的优选、配合比设计及混凝土的试配,确保海工混凝土的施工质量,希望能够给类似工程提供一些参考和帮助。 标签原材料的优选,配合比设计,混凝土的试配 1 混凝土原材料优选 1.1水泥 1.1.1本工程要求采用强度等级为4 2.5的质量符合国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》(GB 175)的II型硅酸盐水泥(P·II)。 1.1.2为改善混凝土的体积稳定性和抗裂性,配制海工耐久混凝土不得使用立窑水泥,不宜使用早强、水化热较高和高C3A含量的水泥。硅酸盐水泥的细度(比表面积)宜小于350m2/kg,不得超过400m2/kg 。C3A含量宜控制在6%~10%。大体积混凝土宜采用C2S含量相对较高的水泥。 1.1.3为防止碱—集料反应的发生,采用低碱水泥,水泥的碱含量(按Na2O 当量计)低于0.6%,且混凝土内的总含碱量(包括所有原材料)不超过3.0kg/m3。 1.1.4水泥质量应稳定,实际强度应与其强度等级相匹配。定期对分批进场的水泥进行胶砂强度的评定,标准差宜控制在3.0MPa以内。 1.1.5水泥的氯离子含量应低于0.03%。 1.1.6 水泥进场清单应包括生产厂商名称、水泥种类、数量以及厂商的质量保证书,以证明该批水泥已经试验分析,且符合标准规范要求。 1.2 矿物掺和料(矿物外加剂) 1.2.1矿物掺和料包括粉煤灰、磨细矿粉、硅灰等材料。掺和料的掺量应根据设计对混凝土各龄期强度、工作性和耐久性的要求以及施工条件和工程特点(如环境、混凝土拌和物温度、构件尺寸等)而定。 1.2.2应检测所用各种矿物掺和料的碱含量。矿物掺和料中的碱含量应以其中的可溶性碱计算(如无检测条件时,粉煤灰可溶性碱约为总碱量的1/6,矿粉约为1/2)。 1.2.3粉煤灰的主要控制指标和使用要求 粉煤灰(F)必须来自燃煤工艺先进的电厂,选用组分均匀、各项性能指标

高钛重矿渣混凝土在工程中的应用综述

高钛重矿渣混凝土在工程中的应用综述 【摘要】高钛型高炉重矿渣混凝土是指攀钢用铁矿冶炼生铁时产生的熔融矿渣,经自然冷却或水淬而成的以南钛辉石、钙钛矿等矿物为主的无机固体材料。其浇筑的混凝土结构耐久性、经济性和社会效益显著,是处理高钛重矿渣生产和环境保护的主要途径。本文从攀西地区高钛重矿渣混凝土使用的实际情况出发,对目前高钛重矿渣混凝土在工程中具有一定代表性的应用实例做了简要介绍和分析,提出以后的研究方向,具有一定的现实意义。 【关键词】高钛重矿渣;建筑工程;工程应用;混凝土 1.引言 目前,攀钢高钛型高炉重矿渣(以下简称高炉重矿渣)的堆积量达数千万吨,每年新增300余万吨,大量的高炉重矿渣堆积不仅造成环境污染,也是对二次资源的极大浪费[1]。上世纪70年代,攀钢展开了以高钛重矿渣碎石、渣砂作为混凝土粗、细骨料的一系列试验研究,试验研究表明,攀钢高钛重矿渣作为混凝土粗细骨料是可行的,能满足一般工程的需要。上世纪70年代末开始广泛应用在攀枝花道路桥梁、攀钢工业厂房、攀枝花民用机场、教学楼等重大混凝土工程当中,至今已用了300×104 m3左右。其施工质量优良,工程使用数年后仍保持完好,经钻芯取样,未发现界面有碱骨料反应破坏产生。实践证明,高钛重矿渣碎石具有2~3级石料的力学强度,耐磨性不亚于石灰岩,各项指标均符合冶金部颁布的《高炉重矿渣应用暂行技术条件》的规定,可配置不同强度的混凝土[2.3]。用高钛重矿渣作建筑材料,其结构的耐久性、经济性和社会效益显著,是处理高钛重矿渣生产和环境保护的主要途径,对于解决攀钢矿渣过量堆积,节约自然资源,降低工程成本,保护长江上游生态环境等具有重要的意义。 2.高钛重矿渣混凝土在公路工程中的应用 大量的道路工程证实:混凝土道路路面在长时间且持续性的运行过程当中表现出了较好的刚性与抗疲劳性能,路面整体外观流畅舒适,在运行过程当中的结构稳定性性能发挥同样出色,与之相对应的是较为低廉的养护费用[4]。而将高钛重矿渣浇筑混凝土路面,已在攀枝花地区广泛使用。例如倮果公路、矿山机修二加工室外公路、物资处公路、倮果火车站装卸线公路、选矿公路、石华公路、大花地生活区公路、重院公路、提钒车间六号公路等[5]。孙金坤[6]等以清一乌复线道路为工程背景。采用高钛重矿渣作粗、细骨料,并掺加磨细高钛矿渣复合微粉部分取代水泥来配制复高钛重矿渣路面混凝土。通过对已建成清一乌复线工程路面的调查显示:从过车率,路面损坏情况统计分析,CHTHSPC质量优良,合格率100%,水泥用量与同等级、同工作性能的天然砂石配制的混凝土相等或略低,具有优良的抗弯拉性能,运行半年来未发现断板、翻砂现象。中国水利水电第五工程局[7]将高钛重矿渣混凝土应用于重载公路路面工程中,比如攀枝花境内观音岩水电站主体工程主要工程材料、金属结构和大型设备的进场公路(格观公路,全长6224.577m)。

矿渣、混凝土路面田间道路施工方法

本标段为道路:宽4米厚18厘米水泥路。20cm矿渣,18cmC25水泥混凝土。 1、测量放线: 1.1测量控制:针对本工程的特点,现场建立平面及高程控制系统,以便在整个施工期间针对所有工程项目的施工进行测量控制。 1.1.1平面控制系统 拟采用导线测量的方法建立平面控制系统,测量仪器采用经纬仪及钢尺。用设计院提供的控制点进行控制,设直线控制桩,控制桩位臵应在稳定可靠、便于施工期间保护及使用方便。 1.1.2高程控制系统 测量仪器采用水准仪,根据设计院提供的水准点,将标高引至各临时水准点上,临时水准点必须坚固稳定。 1.2 放线控制 1.2.1本标段的放线控制主要包括以下几个方面: 1)路的中心线和坡脚平面控制及高程控制 2)路基的高程控制 1.2.2 保证测量准确度及精度的措施。 测量需严格遵守中华人民共和国行业标准的相关规定,作业前各种测量仪器应做好规范要求的检验项目,应保证测量准确及精度。 2、道路施工流程 施工准备→测量放线→地面素土打夯夯实→压实度检验→路面铺填→交工验收

2.1素土夯实 路基施工注意事项:为保证路面使用寿命及质量,路基压实度必须达到设计要求。施工前应对拟取土填料进行击实试验确定最大干密度及最佳含水量,并选择试验路段进行压实试验以确定正确的压实方法、种类、压实设备及组合工序、最佳组合下的压实遍数及压实层厚度。 一般路基处理:为保证路基应有的强度,避免路基出现过大沉陷,必须对路面下路床进行处理,使其达到路床应有的压实度,路床下做15cm石灰土(12%)。路床压实度及弯沉值满足设计要求后,再做路面结构。如遇特殊情况,必须处理。 填筑路基:路基要分层填筑碾压,路基压实度采用重型压实度标准。 填方路基:施工前应对原地面的草皮、树根、杂物等全部清除干净,并大致找平压实。路基施工应注意保护生态环境,清除的杂物应妥善处理,不能倾倒于河流水域中。 路基填土应选用塑性指数12-18的土质。对于塑性指数在18-26的土质,应加强施工期间的翻晒、打碎或采用戗灰(5%)处理的方法。 不能使用使用液限大于50%塑性指数大于26的粘质土以及淤泥、沼泽土、含草皮土、生活垃圾和腐植土填筑路基。 路基要分层填筑碾压。含水量应控制在压实最佳含水量±2%之内。如填土土源过湿,碾压有困难时可将土翻晒或换填处理。 填土肩应路基一起填筑,并满足设计的坡度及压实度要

关于提高海洋工程混凝土结构耐久性的思考

关于提高海洋工程混凝土结构耐久性的思考 一、前言 中国目前处于基础设施全面建设时期,为了建设全国乃至世界的物流中心和开发海洋自然资源,海洋工程的发展十分迅速。根据参考资料显示,临海城市深水港的建设已为世人瞩目,对沿海城市经济持续高速发展将起到十分重要的拉动作用。作为深水港重要组成之一的跨海大桥,无论是从跨度、连接功能,还是交通纽带而言,建设环境(海洋环境)是建筑物新的挑战。 由于跨海大桥是连接港区和大陆的集装箱物流输送动脉,对沿海城市深水港的正常运转起到不可或缺的支撑保障作用,为保证跨海大桥混凝土结构的耐久性,在国内有些超大型工程甚至采用了100年设计基准期,工程采取以高性能混凝土技术为核心的综合耐久性技术方案。然而我国目前大型海洋工程超长寿命服役的相关技术规范,高性能混凝土的设计、生产、施工技术在工程中的应用方面尚为空白,因此结合工程的具体需要,研究跨海大桥混凝土结构耐久性策略和高性能混凝土的应用技术极为迫切和重要。 二、国外情况、国内情况 国外情况 20世纪30年代建造的美国俄勒冈州Alsea海湾上的多拱大桥,施工质量很好,但因混凝土的水灰比太大,较短时间内大量氯离子侵入混凝土,导致钢筋严重锈蚀,引起结构损坏。用传统的方法局部修补破坏处,不久就发现修补处的附近钢筋又加剧腐蚀,不得不拆除、更换。 1962~1964年,Gjorv对挪威大约700座混凝土结构作了耐久性调查,当时已使用20~50年的钻2/3,在浪溅区,混凝土立柱显示破损的断面损失率大于30%的占14%,断面损失率为10%~30%的占24%,板和梁钢筋腐蚀引起严重破损的占20%。 在阿拉伯海湾和红海上建造的大量海工混凝土结构,由于气温高,在含盐、干热、多风的白昼,混凝土表面温度高达50℃,而晚上凉得结露,昼夜温差很大,构成了特别严重侵蚀环境,加上混凝土等级和混凝土保护层厚度不够,施工质量差等原因,往往在使用的第一年后钢筋就遭到严重腐蚀。 澳大利亚的Sharp对62座海岸混凝土结构进行调查,发现海岩混凝土结构的耐久性问题都是与浪溅区的钢筋异常严重的腐蚀有关。 印度某河上的第一座桥是后张预应力混凝土桥,上于预应力筋过早地发生严重腐蚀,不得不重修第二座桥。第二座桥预应力筋在安装前就为大气中的盐分所污染,灌注的水泥浆又用了咸水,因而不到10年所有的钢筋、预应力筋及其套管都遭到了严重腐蚀破坏。 国内情况 根据相关调查,处于浪溅区的海港码头,钢筋腐蚀引起的混凝土结构破坏是相当普遍和严重的。1986年以前我国已建港口混凝土结构因氯离子渗入混凝土内引发钢筋锈蚀,致使混凝土构件开裂破坏情况十分严重。其原因除了施工质量存在一定问题外,另一主要因素是当时对氯离子侵入引发钢筋锈蚀的严重性认识不足。当时执行的港口工程技术规范JTJ200 82和JTJ221 82,没有针对防止氯离子渗入引发的钢筋锈蚀制定有效的防护措施,关键技术指标如保护层厚度偏小,混凝土水灰比最大允许值严重偏大等。 三、海洋环境 海洋是氯离子的主要来源,海水中通常含有3%的盐,其中主要是氯离子。以Cl_计,海水中的含量约为19000mg/L。海风、海雾中也含有氯离子,海砂中更含有不等量的氯离子。我国的海岸线很长,大规模的基本建设多集中在沿海地区,尤其是海洋工程如码头、护坡和防护堤等由于氯离子引起的钢筋锈蚀破坏是十分突出的。同时,沿海地区已经出现河砂匮乏的情况,不经技术处理就使用海砂的现象亦日趋严重,这也为氯离子引起钢筋锈蚀破坏创造

矿渣粉在砼中的应用

矿渣粉在砼中的应用 一、矿渣粉及其在国内外的应用情况 矿渣粉是水淬粒化高炉矿渣经粉磨后达到规定细度的一种粉体材料。自从1862年德国人发现水淬粒化高炉矿渣具有潜在活性后,矿渣长期作为水泥混合材使用。2000年以前,矿渣在作为水泥混合材使用上国内外存在差异,国外除将矿渣和水泥熟料混磨生产矿渣水泥外,还有将矿渣单独磨细,然后与磨细后的熟料混合,生产矿渣水泥,而国内只是通过混磨生产矿渣水泥。由于矿渣较熟料难磨细,混磨时水泥中矿渣的细度较熟料小的多,水泥细度控制在300m2/kg左右的情况下,矿渣粉的细度仅能达到200~250m2/kg左右,因而不但水泥中矿渣粉的活性不能充分发挥,而且矿渣用过高时,使混凝土的粘聚性很差,混合料容易离析和泌水,混凝土抗渗性能降低。这样矿渣在水泥中的掺量受到了较大限制,一般不超过30%。 随着国际上对矿粉研究的不断深入和大规模的开发利用,我国20世纪80 年代改革开发的力度不断加大,预拌混凝土的崛起与发展以及政府日益注重环境保护,自20世纪90年代起,我国开始了矿粉的特点及应用研究。清华大学对矿粉在高强混凝土的应用进行了研究,在其编写的《高强混凝土结构设计与施工指南》一书中,特别提出矿粉在配制高强混凝土方面的巨大潜力。冶金部建筑研究总院在搜集大量国内外有关资料,尤其是在日本资料的基础上,立项进行矿粉成套技术的开发研究工作,在产品性能、矿粉混凝土性能等方面获得了大量数据,完成了“宝钢高炉矿渣微粉在混凝土中应用研究”课题的第一阶段工作,上海建筑材料科学研究院和上海宝钢企业开发总公司共同完成了该课题。此课题的完成为1998年上海市地方标准《混凝土和砂浆用粒化高炉矿渣微粉》,1999年《粒化高炉矿渣微粉在混凝土中应用技术规程》的制定颁布创造了条件。2000年国家标准《用于水泥和混凝土的粒化高炉矿渣粉》(GB18046-2000)颁布实施。 随着矿渣磨细技术的不断发展,矿渣被磨至相应细度的能耗越来越低,并且细度也很容易达到400m2/kg以上,为矿渣粉的大量应用打下了良好基础。2000年11月上海宝钢率先从日本引进的年产60万吨矿粉立磨生产线投产。随后的几年内,武钢、鞍钢、宝钢二线、唐钢、首钢、安徽朱家桥等大型矿粉立磨生产线

海工混凝土

一、前言 为了建设全国乃至世界的物流中心和开发海洋自然资源,海洋工程的发展十分迅速。作为世人瞩目的工程,深水港项目对经济持续高速发展将起到十分重要的拉动作用。而作为深水港重要组成之一的东海大桥南起崎岖列岛小洋山岛的深水港区,北至上汇芦潮港的海港新城,跨越湾北部海域,全长31公里,是我国较为罕见的大型海洋工程。由于东海大桥是连接港区和大陆的集装箱物流输送动脉,对深水港的正常运转起到不可或缺的支撑保障作用,因此在国首次采用100年设计基准期。为了保证大桥混凝土在海洋严酷的环境中有较高的耐用寿命,采用了高性能混凝土技术方案。 高性能海工混凝土即针对混凝土结构在海洋环境中的使用特点,通过合理的配制技术,形成耐久性能、施工性能、物理力学性能以及相关性能俱佳的混凝土材料。高性能海工混凝土的突出特点表现在其高耐久和耐腐蚀性能,尤其是混凝土抵抗氯离子侵蚀的性能方面。 高性能海工混凝土与普通混凝土在原材料、配合比以及生产和施工工艺等方面有所差别。具体表现在,(1)高性能海工混凝土胶凝材料的原材料除水泥外,还要掺用至少一种矿物细掺料,并保证一定的胶凝材料用量,从而使得混凝土微结构得以优化,孔隙结构得以改善。(2)高性能海工混凝土通过高性能混凝土减水剂的合理使用,降低混凝土单方用水量,有利于形成混凝土致密结构。(3)高性能海工混凝土在保证其良好的施工性能和物理力学性能的同时,最大化地提高其耐久性能,尤其是抵抗海洋环境中的氯离子侵蚀作用。 本文根据课题组在深水港东海大桥高性能海工混凝土技术的研制结论,着重分析矿物掺和材料在其中的应用。 二、高性能海工混凝土专用掺和料的研究开发 使用粉煤灰、硅粉和磨细矿渣等矿物掺和材料作为混凝土掺和料,并保证一定的掺量,可大幅度提高混凝土的部结构致密性,降低混凝土的渗透性,改善混凝土的耐久性能。研究首先选用地区有稳定供应源的高炉矿渣微粉、低钙粉煤灰以及硅灰材料,考察其与水泥复合胶凝体系的力学及耐久性能。 2.1 原材料及试验 试验用水泥为H牌52.5RP.Ⅱ水泥,其主要物理性能指标见表1,主要化学成分见表2。 表1 水泥其主要物理性能指标

硅灰的作用

硅灰的作用 硅灰是一种金属冶炼过程的收尘粉,即副产品又叫烟道灰或微硅粉。由于具有火山灰的特点与比较高的活性,细度是以微米级来衡量的,硅灰的细度小于1um的占80%以上,平均粒径在0.1~0.3um,比表面积为:20~28m2/g。其细度和比表面积约为水泥的80~100倍,粉煤灰的50~70倍。而且耐火度>1600℃。容重:1600~1700千克/立方米。 硅灰在形成过程中,因相变的过程中受表面张力的作用,形成了非结晶相无定形圆球状颗粒,且表面较为光滑,有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体。它是一种比表面积很大,活性很高的火山灰物质。掺有硅灰的物料,微小的球状体可以起到润滑的作用。 由于硅灰在使用的过程中,主要的作用是减水、增强、增加体密、提高抗折耐压强度,从而大幅提高产品材料的使用寿命与耐酸、碱的侵蚀,并且减少水泥的加入量。硅灰具有以上诸多优点与性能,所以被广泛应用于耐火材料、陶瓷、橡胶、水泥、混凝土、灌浆料、外墙保温以及砂浆与道路桥梁等行业企业中。硅灰在使用的过程中可以根据产品的外观颜色来采用硅灰的颜色。 武汉微神科技发展有限公司(微神科技)成立于2017年,是新加坡昂国集团旗下全资子公司,主要从事优质建材产品的研发与销售,以及相关领域内的技术服务与咨询,是专业的低碳建材产品应用解决方案提供商。微神科技凭借集团总公司强大的研发实力以及自身雄厚的技术力量,经过数年的发展,已形成了完备的产品体系和产品技术应用体系。 VCEM硅灰系列产品的原料来源清楚、质量稳定、氯离子含量低、比表面积超过15000m2/kg(BET法),是一种亚微米粉体材料,可显著提高混凝土密实性和抗渗性。

配合比对海工混凝土耐久性影响的试验研究

配合比对海工混凝土耐久性影响的试验研究 [摘要] 相当数量的海工混凝土结构因为耐久性不足而达不到 预定服役年限,而氯离子是“罪魁祸首”。目前,矿物掺加料对于提高混凝土的抗渗性,尤其是提高抗氯离子扩散性能有着显著效果。文章结合具体实验,研究了矿物掺合料对混凝土强度的影响和氯离子扩散系数随矿物掺合料掺量的变化规律,并探讨矿物掺合料的最优掺量问题,为海工混凝土配合比设计提供了一些建议。 [关键词] 海工混凝土矿物掺合料氯离子扩散系数配合比设计[abstract] a considerable number of marine concrete structures because of insufficient durability and reach the scheduled service time, while the chloride ion is the “culprit”. at present, the mineral admixture materials to improve the impermeability of concrete, in particular, is to improve the resistance to chloride ion diffusion properties have a significant effect. based on specific experiments studied the influence of mineral admixtures on the strength of concrete and chloride ion diffusion coefficient variation with the mineral admixture content, and to explore the optimal dosage of mineral admixtures for marine concrete with than the design of a number of recommendations. [key words] marine concrete, mineral admixture, the chloride

提高混凝土结构耐久性的技术措施

提高混凝土结构耐久性的技术措施 混凝土结构的设计寿命要求一般为40~50年,有的要求上百年。而现实中,处于腐蚀环境中的混凝土远远达不到设计寿命要求,有的在15~20年就出现了钢筋锈蚀破坏,甚至不足五年就开始修复。此方面的花费是惊人的,已经是一个重大经济问题。因此,提高混凝土结构耐久性的意义是不言而喻的。 提高混凝土结构耐久性措施主要包括两大类:基本措施和补充措施。基本措施的基本内容是:通过仔细设计与施工,最大限度地提高混凝土本身的耐久性,在使用中保持低渗透性,以限制环境侵蚀介质渗透混凝土,从而预防钢筋锈蚀。 ①最大限度地改善混凝土本身性能,是提高混凝土结构耐久性的许多措施中最经济合理的。 (1)结构采用耐久性设计。 (2)提高混凝土保护层厚度和质量。 (3)采用高性能混凝土。 ②补充措施是指:环境侵蚀作用特别严重时,或设计、施工不当,单靠上述基本措施还不能保护混凝土结构必要的耐久性时,需要另外增加的其他防护措施。有以下几方面: (1)采用耐腐蚀钢筋。 (2)对混凝土进行表面处理。 (3)混凝土中掺加阻锈剂。 (4)电化学保护

结构设计 1、结构选型和细部设计 频繁地干温交替会加剧钢筋锈蚀,所以在结构选型和细部设计时,应昼限制混凝土表面、接缝和密封处积水,加强排水,尽量减少受潮和溅湿的表面积。 由于环境侵蚀介质在构件棱角或突出部分可以同时从多方面侵入混凝土,而凹入部分易积存侵蚀介质、应力异常,因此从提高混凝土结构耐久性角度出发,混凝土构件选型应力戒单薄、复杂和多棱角。预计腐蚀破坏严重的构件应便于检测、维护和更换。 2、控制裂缝 不可控制的裂缝包括混凝土塑性收缩、沉降或过载造成的裂缝,常为较宽的裂缝,应针对成因采取措施预防开裂,即使难以预料也应加以引导,使其发生于次要部位或便于处理的位置。 可控制裂缝是靠传统的结构设计知识,按结构几何尺寸与荷载可以合理预防和控制的裂缝。 七、提高海工混凝土耐久性的技术措施 国内外相关科研成果和长期工程实践调研显示,当前较为成熟的提高海洋钢筋混凝土工程耐久性的主要技术措施有: (1)高性能海工混凝土 其技术途径是采用优质混凝土矿物掺和料和新型高效减水剂复合,配以与之相适应的水泥和级配良好的粗细骨料,形成低水胶比,低缺陷,高密实、高耐久的混凝土材料。高性能海工混凝土较高的抗

不同形态硅灰在高强混凝土中的作用机理

不同形态硅灰在高强混凝土中的作用机理在高强混凝土的材料组成中,硅灰通常是必不可少的组分。由于硅灰密度小,易飞扬,使其运输、储存与使用较困难。 近年来,我国市场上用于混凝土生产的硅灰大部分已改为加密硅灰。本文通过对比加密硅灰和原状硅灰的差异,重点研究了不同形态的硅灰在水泥基材料水化硬化过程中的作用机理、对硬化胶凝材料浆体和混凝土微结构的影响规律和对不同水泥基材料体系强度性能的影响。 得出了以下结论:(1)加密硅灰对于不同硬化水泥基材料体系的早期强度发展的促进作用不明显;随着龄期增长,掺硅灰的水泥基材料的强度发展更快,掺加硅灰明显提高了水泥基材料的28 d抗压强度,加密硅灰对水泥基材料后期强度发展的促进作用逐渐减弱。(2)早期高温养护对硅灰的活性有明显激发作用,促进了硅灰在胶凝材料体系中的反应活性,这种激发作用主要集中在水化开始后最初72小时内,但是对水泥基材料后期强度发展有不利影响。 (3)在胶凝材料净浆中,存在直径1050μm的硅灰团簇,原状硅灰的分散情况优于加密硅灰,这些硅灰团簇内部未发生水化反应,可能成为净浆浆体内的薄弱区域,使硅灰的增强作用不明显。在混凝土中,不同密度的硅灰分散情况均比较良好。 (4)硅灰会降低硬化胶凝材料体系中Ca(OH)2晶体的含量,细化硬化浆体内部孔隙,有效改善其孔结构。由于加密硅灰在胶凝材料浆体中的分散情况不如原状硅灰,所以加密硅灰对于硬化浆体微观结构的改善作用也弱于原状硅灰。 (5)硅灰能够减小界面过渡区中Ca(OH)2晶体的取向程度,

明显改善浆体与骨料间的过渡区结构,提高界面的粘结强度。

海洋环境下混凝土耐久性

海洋环境下混凝土耐久性 摘要:由于海洋环境的复杂性,跨海通道混凝土的耐久性也受到多方面因素的影响和机理作用。在总结海洋环境下混凝土的耐久性影响因素和作用机理的同时,结合杭州湾跨海大桥工程实际应用,提出了混凝土耐久性的有效技术措施。 关键词:海洋混凝土耐久性杭州湾跨海大桥 改革开放以来,东部沿海城市的经济迅速发展,高层结构、跨海大桥、海港码头、海底隧道乃至海上采油平台等重要工程迅速涌现。通常认为混凝土建筑物的无修补安全使用期可达100年,然而,海洋环境下混凝土由于受到海洋环境的冻融破坏、海水侵蚀、钢筋锈蚀、冰浪撞击、磨损等各种因素的影响使其过早被破坏,实际使用年限远远低于设计要求,使用寿命最短的不到10 年,因此,海洋环境下混凝土服役寿命的过早衰减和失效已成为当今面临的世界性难题,引起国内外混凝土科学与工程界的密切关注。 海洋环境下耐久性的影响因素和作用机理 1.1 冻融作用 海工混凝土抗冻耐久性方面存在的问题,一部分是混凝土材料共同的问题(如引气、孔结构和强度等),另一些则是海洋环境中产生的特殊问题如盐结晶和海水化学腐蚀等。试验表明,在有盐溶液存在的情况下混凝土的饱水程度很高,因此,海工混凝土的冻融破坏更为严重,应从抗裂防渗和耐海水化学腐蚀两方面来保证海工混凝土抗海水冻融耐久性。 1.2 钢筋锈蚀破坏 钢筋的锈蚀在混凝土耐久性问题中的地位日益突出。钢筋锈蚀破坏最严重是潮汐区中部上部位,我国南方海洋环境下混凝土破坏以钢筋锈蚀为主。钢筋锈蚀属电化学反应,其产生和发展必须同时满足(1)钝化膜破坏(2)足够量的氧(3)足够量的水分,三者缺一不可。 1.2.1混凝土抗渗性对钢筋锈蚀的影响 抗渗性是影响混凝土耐久性的关键。提高混凝土的抗渗性是在一定范围内减小水灰比、增加养护期及掺砂渣、粉煤灰、硅灰等火山灰质材料,改善水泥石的孔径分布和孔结构,增加凝胶孔,使抗渗性提高, 1.2.2 混凝土碳化作用对钢筋锈蚀的影响 混凝土碳化是指混凝土中的碱性物质Ca(oH)2 与空气中CO2 作用生成CaCO3。,使结构变化、碱度下降。混凝土碳化后引起钝化膜破坏、产生钢筋锈蚀,碳化后产生的收缩会加快钢筋锈蚀决定混凝土碳化速度的根本因素一是混凝

微硅粉在商品混凝土中的使用

硅灰或称凝聚硅灰,也叫微硅粉、硅粉 , 是硅铁或金属硅生产过程中由矿热炉中的高纯石英、焦炭和木屑还原产生的副产品,主要成分是 SiO一般硅灰的颜色在浅灰和深灰之间,本身是无色的,其颜色主要取决于碳和氧化铁的含量,碳含量越高,颜色越暗,另外加密的硅灰要比自然硅灰颜色暗。硅灰的粒径都小于1μm,平均粒径为 0.1μm 左右,是水泥颗粒直径的 1/100,所以硅灰能高度分散于混凝土中,填充在水泥颗粒之间而提高密实度,同时硅灰具有很高的活性,能更快更全面的与水泥水化产生的氧氢化钙反应。 (1)应用历史 硅灰在混凝土中的应用研究可追溯到上世纪四十年代的挪威。七十年代末,北欧和北美对于硅灰在混凝土中的应用研究也取得了长足的进步,八十年代初,中国对硅灰混凝土作了大量的研究工作,并在水利工程中有较多应用,取得了良好的效果。水利部还颁布了“水工混凝土硅粉品质标准暂行规定”。实践表明:普通混凝土工程在恶劣的环境中可能短时间内受到严重损坏,从而威胁工程质量大大降低工程的使用寿命。而采用水泥、硅灰和粉煤灰及减水剂配制出满足各方面要求的高性能混凝土,成功应用于各工程中,混凝土性能显著改善,将混凝土施工的灵活、快速和经济的优点提高到一个新的水平。 (2)工作原理 一种,其主要成分为活性 SiO2。硅灰颗粒很小 (<1μm),具有高度分散性。硅灰对混凝土强度的作用机理为:填充效应、火山灰效应、孔隙溶液化学效应。硅灰掺入混凝土中,增加了混凝土基体的密实度,提高了水泥浆体与骨料之间的粘结强度, 减少了Ca(OH)2对 HPC 强度的不利影响,削弱了ASR 对混凝土的危害。混凝土中硅灰一般掺量为 5%~15%,最佳掺量10% 左右。硅灰作为一种辅助胶凝材料掺加到水泥浆体和混凝土中,不仅能够提高水泥水化度,并与 Ca(OH)2发生二次水化反应,且硅灰及其二次水化产物填充硬化水泥浆体中的有害孔,并改善混凝土中硬化水泥浆体与骨料的界面性能,对硬化水泥浆体和混凝土微结构将产生积极的影响,从而对其宏观力学性能特别是对它们的耐久性产生十分有利的影响,而这正是水泥与混凝土材料科学的几个基本任务之一。而且利用硅灰还可以减少其对环境的污染,减轻它对环境所造成的压力。但同时也应该看到,硅灰对硬化水泥浆体和混凝土微结构的改善与许多因素有关,因此必须加强这方面的研究,包括其它火山灰材料对硬化水泥浆体和混凝土微结构的影响的研究。 (3)硅灰的种类及应用标准硅灰主要以二种形式供应,即原态硅灰和增密硅灰。原态硅灰,即通过收尘器直接收集得到的产品,松散容积约为 150~200kg/m3。原态硅灰一般采用袋装运输,由于硅灰密度很小,长途运输效率较低,使用时多采用人工直接

海工混凝土耐久性摘要

闫乙鹏,山宏宇,叶青.复掺矿物掺合料海工混凝土氯离子抗渗性机理分析及寿命预测[J].公路,2012,(1):148-151. 降低水胶比及复掺粉煤灰和矿粉能有效提高混凝土的氯离子抗渗性,使混凝土的设计寿命得到延长。采取控制海工混凝土原材料中的氯离子含量和提高混凝土的致密性等方法可有效防止氯离子对混凝土结构和钢筋的侵蚀,粉煤灰和矿粉中的活性物质能有效改善水泥水化产物的组成和含量,优化界面过渡区的结构,提高了混凝土的密实性,使混凝土的氯离子抗渗性得到改善。在一定的掺量范围内,水胶比越小,胶凝材料用量越大,粉煤灰和矿粉掺量越大时,氯离子渗透系数越小,海工混凝土预测使用寿命越长。 彭伟.粉煤灰和矿渣粉对海工混凝土性能的影响[J].四川建材,2009,35(4):6-7. 粉煤灰掺入到混凝土中,取代部分水泥,由于粉煤灰由大小不等的球状玻璃体组成,表面致密光滑,在混凝土拌和物中可以起到滚珠效益;新拌混凝土拌和物的水泥颗粒易聚集成团,掺入粉煤灰,由于表面负电性作用,可以有效地分散水泥颗粒,释放更多的浆体来包裹骨料颗粒;能降低用水量,使混凝土的水灰比降低到更低水平,减少混凝土拌和物的离析和泌水。 矿渣粉在水泥水化初期,矿渣粉分布并包裹在水泥颗粒的表面,阻碍了水泥与水的接触,减小了水泥水化速度,起到了延缓和减少水泥初期水化物相互搭接的隔离作用,使得掺有矿渣粉的海工混凝土坍落度经时损失比普通混凝土小,凝结时间比普通混凝土长,有利于本工程桩基海工混凝土的泵送施工。 粉煤灰与矿渣粉复合掺加,两种材料的火山灰效应、形态效应和微集料效应互相叠加,形成工作性能互补效应,使得混凝土具有良好的抗渗性和可泵性,同时粉煤灰中富含的球状玻璃体的润滑作用可以改善由于矿渣粉的掺入所导致的海工混凝土粘聚性提高、泌水性增加的趋势,使新拌海工混凝土得到最佳的流动性和粘聚性。粉煤灰与矿渣粉一起按比例掺入混凝土中,配有高效减水剂得到的海工耐久混凝土,较好的利用了两种掺合料的优点,使之产生强度互补效应,兼顾了混凝土早期强度与后期强度,早期发挥矿渣粉的火山灰效应,改善浆体和集料的界面结构,弥补由于粉煤灰的火山灰效应滞后,产生的凝胶数量不足导致与未反应的粉煤灰之间的界面粘结不牢引起的早期强度损失;后期发挥粉煤灰的火山灰效应所带来的孔径细化作用以及未反应的粉煤灰的内核作用使得混凝土的强度持续提高。 无论是粉煤灰与矿渣粉的火山灰效应生成的更致密的胶凝体,提高海工混凝土的强度和抗渗性,还是粉煤灰与矿渣粉的微集料效应减小了海工混凝土的毛细孔径,提高抗氯离子扩散的能力,还是粉煤灰与矿渣粉的等量取代降低了海工混凝土的初始温度,减少了温度裂缝,提高了结构物钢筋腐蚀时间等等都是在直接或间接的提高海工混凝土的耐久性。 徐忠琨.关于海工混凝土耐久性问题的探讨[J].水运工程,2008,(11):73. 根据《海港工程混凝土防腐蚀技术规范》,高性能混凝土应具有高耐久性、高抗氯离子渗透性、高尺寸稳定性和较高的强度。

C30西昌全高钛重矿渣骨料混凝土性能试验研究

第37卷第6期 硅 酸 盐 通 报 Vol .37 No.62018年6月 BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETY June,2018 C30西昌全高钛重矿渣骨料混凝土性能试验研究 钱 波1,胡建春1,戚明强2,郑发平1,赵 杰2 (1.西昌学院,西昌 615013;2.钢城集团凉山瑞海实业有限公司冶金渣综合利用分公司,西昌 615000) 摘要:为研究西昌高钛重矿渣骨料配制工业与民用建筑工程泵送混凝土的可行性,针对天然砂石骨料和全高钛重矿渣骨料,结合相关规范,分别进行C30混凝土配合比设计,通过对比试验研究了混凝土拌合性能、力学性能和耐久性能。研究表明对西昌高钛重矿渣骨料进行12h的饱水预湿机制,可以显著提高混凝土的性能;西昌高钛重矿渣骨料可以替代天然骨料配制泵送混凝土,其拌合性能、力学性能、耐久性能和结构性能,符合相关规范的要求。 关键词:混凝土;高钛重矿渣骨料;配合比设计;拌合性能;力学性能;耐久性能 中图分类号:TU528.04 文献标识码:A 文章编号:1001-1625(2018)06-2062-05ExperimentalResearchonPerformanceofC30ConcretewithAggregateofHighTitaniumHeavySlaginXichangCity QIAN Bo 1,HU Jian -chun 1,QI Ming -qiang 2,ZHENG Fa -ping 1,ZHAO Jie 2 (1.XichangUniversity,Xichang615013,China; 2.Metallurgical SlagUtilizationBranchofLiangshanRuihaiIndustryCo.,Ltd.,GangchengGroup,Xichang615000,China) 基金项目:四川省教育厅科技成果转化重大培育项目(15CZ0024);西昌市技术研究开发与推广应用项目(17JSYJ07);西昌学院“两高”项 目(LGLZ201822) 作者简介:钱 波(1969-),男,教授.主要从事工程施工与建筑材料的教学和研究工作.Abstract:Inaccordancewithrelevantstandards,experimental researchwascarriedoutrespectivelytoverifythefeasibilityofpumpingconcreteofindustrial andcivil constructionengineering,whichconcretepreparedbyaggregateofhightitaniumheavyslag(HTHSaggregate)inXichangCity.Accordingtonatural aggregateconcreteandHTHSaggregateconcreteofC30,comparativeexperimental researchcontainedmixproportiondesignofconcrete,mixingperformance,mechanical performance,long-termperformanceanddurability.Experimental researchshowsthatitcansignificantlyincreaseconcreteperformancethatpre-wettingtimeofHTHSaggregateis12h;HTHSaggregateinXichangCitycanbeusedinsteadofnatural aggregatetopreparepumpingconcrete,whichmixingperformance,mechanical performance,long-termperformanceanddurability,structureperformancemetrelevantstandardrequirements.Keywords:concrete;aggregateofhightitaniumheavyslag;mixproportiondesign;mixingperformance;mechanical performance;long-termperformanceanddurability 1 引 言 西昌钒钛资源综合利用项目是国家级重点项目,投产后长期积压堆放的巨量高钛重矿渣,形成了极大的 资源浪费、环保污染和土地占用问题。限于技术与环保、效益与规模,目前主要以非回收提炼为主[1-2]。即将 高钛重矿渣加工成不同级配的骨料或集料,应用于混凝土或公路路基工程中,具有产品化、资源化、专业化和企业化优势,工艺简单,适应批量就地处理。诚然在国内外作为混凝土骨料建筑材料,高钛渣矿渣应用于混凝土工程中具有较长的历史,但不同地域的矿物化学组成成分、不同冶炼技术、不同矿渣陈化方式和不同矿渣加工工艺,形成的高钛重矿渣骨料性能能否满足工业与民用混凝土砂石要求,生产的混凝土的拌和性能、力学性能、耐久性能能否满足工业与民用混凝土性能要求,不可照搬移植,尚需进行可行性研究。 已有研究表明,西昌高钛重矿渣渣砂和渣石可以作为混凝土骨料使用[3]。虽然目前高钛重矿渣骨料应 万方数据

矿渣微粉对混凝土性能的影响以及实际应用

矿渣微粉对混凝土性能的影响以及实际应用 玉溪新平永发新型建材有限公司 矿渣的全称是粒化高炉矿渣。它是钢铁厂冶炼生铁时产生的废渣,在高炉炼铁过程中,生成了以硅酸盐与硅铝酸盐为主要成分的熔融物浮在铁水表面,定期从排渣口排出,经过空气或水急冷处理,形成粒状颗粒物,这就是粒化高炉矿渣。 矿渣微粉是将符合GB/T203 标准规定的粒化高炉矿渣经干燥、粉磨(或添加少量石膏一起粉磨)达到相当细度且符合相应活性指数的粉体。(矿渣微粉磨时允许加入助磨剂,加入量不得大于矿渣微粉质量的1%),这就是矿渣微粉。 矿渣微粉的意义作用:矿渣微粉具有潜在的水硬性和较强的混凝土活性,是水泥和混凝土的优质掺合料。随着粉磨工艺技术的发展及预拌混凝土的兴起,超细矿渣微粉得以广泛应用。自八十年代以来,英、美、加、日、法、澳等国相继制定了国家标准,使矿渣微粉的应用得到有序的发展,我国在多年研究的基础上,也于2000 年4 月发布、12 月开始实施国家新标准GB/T18046-2000 《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣微粉》,必将促进我国矿渣粉的推广使用和提高混凝土的性能及质量。 矿渣微粉用于配制预拌混凝土,不但可以高比例的等量替代水泥(一般可代替30%~50%的水泥),而且可以大大改善混凝土的性能,如泌水少、流动度和可塑性好,水化热降低,有利于防止大体积混凝土内部温升引起的裂缝和变形。掺有矿渣微粉的硬化混凝土具有良好的抗硫酸盐、抗氯盐、抗碱性能,并且能大幅度提高长期强度,具有良好的耐久性,可达到节能、降本、环保、利废的目的,已越来越多地应用于各类重点建设工程。 1 矿渣微粉对混凝土性能的影响 1.1 矿渣微粉对混凝土强度的影响 在标准养护条件下,水泥硬化28 天后,矿渣微粉仍继续水化,发挥强度效应,其强度增长幅度在14%~38%,并与矿渣微粉的比表面积呈负相关(见表1)。 表1 矿渣微粉水泥胶砂强度发展 备注:我公司生产的95矿渣微粉比表已经达到430-450m2/kg

海工混凝土裂缝及其防治_4294

海工混凝土裂缝及其防治_4294 海工混凝土裂缝及其防治 海工混凝土裂缝及其防治海工混凝土建筑物的裂缝是最常见的一种病害,这些裂缝往往是结构物承载能力,耐久性及防水性能降低的主要原因。混凝土的裂缝是由于混凝土内部应力作用和外部荷载作用,以及温差变化等因素作用下形成的。一般桥梁结构构件中,裂缝宽度小于或等于0.05mm的那部分,对使用没多大危害,可允许其存在。但大于0.05mm的裂缝,终究会影响结构物的耐久性,并且有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下,不断扩展,不但影响混凝土表面的美观、减小钢筋的混凝土保护层厚度、而且易引发混凝土面层剥落、加速钢筋的锈蚀、降低混凝土的抗冻性及耐久性、严重时甚至发生垮塌事故,所以必须加以控制[1]. 近年来大量裂缝的出现,并非与荷载作用有直接关系,而是由于变形所引起,包括温度变形(水泥的水化热、气温变化、环境产生的热)、收缩变形(塑性收缩、干燥收缩、碳化收缩)及地基不均匀沉降(膨胀)变形。由于这些变形受到约束引起的应力超过混昆凝土的抗拉强度而导致的裂缝统称“变形作用引起的裂缝” [2]. 产生裂缝的工程实例: 黄河小浪底水利枢纽工程在小浪底孔板(导流)洞闸室以下洞身段、排沙洞明流段、明流洞和溢洪道C70高标号硅粉混凝土施工过程中,混凝土都有不同程度的裂缝出现,裂缝宽度一般在0.4-0.8mm,最大宽度2mm,裂缝平均长度4m,掺加粉煤灰25,-40,尽量减少水泥用量,降低混凝土水化热温升,提高混凝土的后期强度及抗裂能力 [3]. 恰甫其海水利枢纽工程用当地32.5普通硅酸盐水泥掺I级粉煤灰与优质外加剂配制的大流动度高性能混凝土;用当地42.5硅酸盐水泥与硅粉、粉煤灰并掺入膨

混凝土用粗骨料分类和定义

混凝土用粗骨料分类和定义 一、粗骨料的分类 1.按岩石地质成因分 第一类为火成岩(由岩浆从熔融状态固化而成)。其中喷出的火成岩有玄武岩、辉绿岩、浮石等,它们是火山爆发产物,可以用来配制耐热混凝土。深成的火成岩有花岗岩、正长岩、闪长岩、橄榄岩等, 第二类是沉积岩(通过水、空气、冰及重力的搬运和沉积作用而成)。沉积岩变化范围比较大,分石灰盐类(石灰岩等)、砂岩,硅酸盐类(蛋白石、玉髓等)。硅酸盐类安定性极差,易引起混凝土碱骨料反应。 第三类是变质岩(由火成岩或沉积岩经过热力、压力作用而成)。有呈片状的板岩、片麻岩和块状的大理石、石英岩。 2.按粗骨料的密度分类 混凝土粗骨料按密度的分类见表2-1。 3.按粗骨料形成的条件分类 按骨料的形成条件,有天然骨料和人造骨料之分。天然粗骨料包括碎石、卵石和火山渣等。人造骨料包括工业废料、工业副产品、建筑垃圾(混凝土)经破碎和筛分而成的再生粗骨料以及人工焙烧而成的轻质粗骨料(如陶粒等)。目前预拌混凝土主要采用天然骨料。近几年来随着绿色环保混凝土的发展,再生骨料1工业废料的利用已越来越多地被应用于混凝土中。 二、轻粗骨料定义 表观密度在1100kg/m2以下的粗骨料通常称为轻粗骨料。根据密度不同,轻粗骨料又分超轻质、轻质和结构用轻质三类。轻粗骨料有天然的,也有人造的。前者系火成岩,如浮石、火山渣。后者是由黏土、页

岩、珍珠岩、蛭石等天然材料或高炉矿渣、粉煤灰等经热处理而制成的。轻粗骨料内部结构具有高度的多孔性,因此,由其配制的混凝土强度较低,一般用于保温隔热混凝土。也有些轻粗骨料由于其孔结构为均匀分布的细孔,颗粒强度较高,如页岩陶粒,也可配制结构用混凝土。 三、重粗骨料定义 重粗骨料是表观密度≥2100kg/m2的骨料,它一般用于防核辐射的混凝土防护工程。重粗骨料也分天然和人工两种,天然重粗骨料有钛矿石、重品石等,人造重粗骨料有铁球、铁锻、磷铁合金矿石等。采用重粗骨料配制混凝土时,由于重粗骨料自重很大,混凝土较易产生离析现象,施工中须注意,并采取相应技术措施。 四、高炉重矿渣碎石的定义 高炉炼铁时产生的熔融渣,经空气自然冷却或经热泼淋水处理后得到的渣称为高炉重炉渣,简称重矿渣。经破碎、筛分而得的粒径大于4.75mm的重矿渣颗粒,称为重矿渣碎石。行业目前已有标准《混凝土用高炉重矿渣碎石》(YB/T4178—2008),我国鞍钢等城市已广泛采用矿渣碎石配制C50及其以下混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、P12及其以下防水混凝土和极限使用温度700℃的耐热混凝土。不同强度等级混凝土所用重矿渣碎石的堆积密度和压碎指标应符合表2-5的规定: 用重矿渣碎石配制的混凝土和普通骨料混凝土有什么区别: 由于重矿渣碎石孔隙率大,吸水率比普通碎石高,因此生产混凝土时减水剂和用水量都要适当提高,其28d抗压强度与普通混凝土基本相同,长龄期混凝土强度增长率大于普通混凝土。重矿渣碎石可100?代普通碎石生产C40以下混凝土。 五、煤矸石定义

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