矿渣、沸石粉复合掺合料在混凝土中的试验研究

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发布时间：2021-10-07

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矿渣、沸石粉复合掺合料在
混凝土中的试验研究
明阳，陈平，李玲。，郭一锋
(1．桂林理工大学材料科学与工程学院 541004；2．有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室，
桂林 541004；3．温州大学化学与材料工程学院 325027)
摘要：通过正交试验，研究了用水量、砂率、沸石掺量、矿渣掺量、沸石比表面积 5因素对矿渣一沸石混凝土工
作性能、抗压强度和氯离子渗透性的影响。综合考虑各因素对三指标的影响，得出制备 C40混凝土的适宜配合比
为：水量 160kg／m3，砂率 40％，矿渣掺量 30％，沸石掺量 15％，沸石比表面积 530m2／kg。通过扫描电子显微镜 SEM 对
混凝土微观结构和水化产物形貌进行了简要分析。
关键词：矿渣；沸石；掺合料；正交试验氯离子渗透性
Abstract：By using the orthogonal test，the influences of the water consumption，sand ratio，dosage of zeolite and slag
and specific surface area of zeolite on the workability，compressive strength and chloride ion penetration of the slag-zeolite
concrete are studied．The results show that the suitable mix proportion of C40 slag—zeolite concrete is that：the water
consumption is 160kg／m ，the sand ratio is 40％，the dosage of slag is 30％，the dosage of zeolite is 15％，and the specific
surface area of zeolite is 530 m2／kg．The microstrueture of concrete and m0rphology of hydration products are analyzed by
scanning electron microscopy．
Key words：Slag；Zeolite；Admixtures；Orthogonal test；Chloride ion penetration
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1000—4637(2011)12—1O一05
0 前言
绿色混凝土与普通混凝土相比具有资源和能
源消耗少、对环境污染小和循环再生利用率高的优
点，是可持续发展的方向I”。大量利用工业废渣是绿
色混凝土的主要特点嘲。沸石粉是天然沸石岩经磨
细后形成的一种火山灰质材料，含有大量活性 SiO
和 A1：O，[31，可与水泥水化放出的 Ca(OH)：反应生成
更多的 C—S—H 凝胶和水化铝酸盐[4J，从而很好地改
善硬化水泥浆体的微观结构嗍，其火山灰活性优于
粉煤灰和矿渣，廉价易得。
由于我国建筑规模巨大，造成了硅灰、矿渣、粉
煤灰等辅助性胶凝材料的价格越来越高，寻找廉价
替代材料势在必行。为保证混凝土的后期强度，本
试验采用廉价沸石粉代替粉煤灰，与矿渣复合配制
常用的 C40混凝土，并研究了矿渣一沸石混凝土的
工作性和氯离子渗透性。
1 试验
基金项目：有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室基
金项目(桂科能 0842003-3A)。
一 l0—
1．1 原材料
水泥：P·0 42．5级水泥，胶砂 28d抗压强度
48．6MPa，抗折 8．1 MPa；砂：桂林本地河砂，细度模
数 2．8；石子：桂林本地矿山开采碎石，粒径 5~30mm
连续级配；水：城市用自来水和去离子水；高效减水
剂：AF—CA聚羧酸系缓凝高效减水剂，减水率 17％
一 20％，建议掺量为胶凝材料质量的 2％～2．5％；Na—
Cl：分析纯；NaOH：分析纯；矿渣粉：柳州钢铁厂产高
炉矿渣，主要化学成分见表 1，取 5kg矿渣于 105℃
下烘干至含水率小于 l％后放人 500mm×500mm
的试验小磨中粉磨，根据经验控制矿渣比表面积在
410 mVkg左右，粉磨后为白色微粉，密度为 2．86·g／
cm ，根据 GB／rI’l8046—2000(用于水泥和混凝土中的
粒化高炉矿渣粉》进行检测，属 $95级矿粉；沸石
粉：广西天然沸石，主要化学成分见表 1，分别取 5kg
沸石于 105 下烘干至含水率小于 1％后放入
500mm×500mm的试验小磨中粉磨，分别粉磨至比
表面积为 460、530、600、670mZ／kg，根据 JG厂r3048—
1998(混凝土和砂浆用天然沸石粉》进行检测，以上
沸石粉均属 FS·Ⅲ级沸石粉。