矿渣细骨料混凝土孔隙结构对抗压强度的影响

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发布时间：2021-10-07

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矿渣纽骨料混凝土孔隙结构对抗压强度的影响
石东升，王安
(内蒙古工业大学土木工程学院，内蒙古呼和浩特 010051)
摘要：通过试验分别测定了粒化高炉矿渣和天然砂分别作为细骨料时混凝土的抗压强度及孔隙分布和孔隙度，分析了混凝土
孔隙结构对其抗压强度的影响。结果表明：与普通混凝土相比，粒化高炉矿渣代砂混凝土早期抗压强度略低于普通混凝土但其
后期强度增长较快，且水胶比越大粒化高炉矿渣代砂混凝土后期强度增长越快；混凝土孔隙度随龄期的增大而减小。在水胶比
相同的情况下，普通混凝土孔隙度小于粒化高炉矿渣代砂混凝土孔隙度。对于采用同种细骨料的混凝土，水胶比越大其孔隙度
也越大；混凝土的抗压强度随孔隙度的增大而减小，且孔隙尺寸越大数量越多混凝土的抗压强度越小。
关键词：粒化高炉矿渣；混凝土；孔隙分布；孔隙度；抗压强度
中图分类号：TU528．041 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2016)03—0080—04
Effect of slag fine aggregate concrete pore structure on compressive strength
SHID ongsheng ，WAN G An
(School of Civil Engineering，Inner Mongolia University of Technology，Hohhot 010051，China)
Abstract：Through the experiment measured in the granulated blast furnace slag and natural sand as fine aggregate concrete compres—
sive strength and pore distribution and porosity，analyzes the influence of pore structure on the compressive strength．The results show
that com pared with ordinary concrete，the compressive s~ength of concrete containing granulated blast furnace slag aggregates at early is
low but its long aged strength increases rapidly，and the water binder ratio more big the long aged strength of the concrete containing
granulated blast furnace slag faster growth．Concrete porosity dim inishes with age．In the case of the sam e water binder ratio，the porosity
of the ordinary concrete is lower than the concrete containing granulated blast furnace slag．To adopt the sam e fine aggregate concrete，
water binder ratio the greater the porosity is larger．The com pressive strength of concrete decreases with the increase of porosity，the
m ore pore size，the greater the number of pore，the smaller the compressive strength of concrete．
Key words：granulated blast fumace slag；concrete；pore distribution；porosity；compressive strength
0 引言 1 原材料及试验方法
高炉矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣。当
熔融状态的高炉矿渣经水淬骤冷成粒状矿渣时，称为粒化
高炉矿渣。粒化高炉矿渣的化学成分和普通硅酸盐水泥较
为接近，具有一定的潜在水硬性。粒化高炉矿渣的物理性
质类似于天然砂。与天然砂相比，粒化高炉矿渣颗粒形状
不规则、表面较为粗糙且孔隙较多。研究表明，粒化高炉矿
渣作为混凝土细骨料其压碎指标值要远远大于天然砂。在
相同水胶比的条件下，粒化高炉矿渣代砂混凝土的早期强
度略低于普通混凝土，但其后期强度增长较快，粒化高炉
矿渣代砂混凝土后期强度已和普通混凝土非常接近，有的
甚至已超过普通混凝土强度。
本研究通过试验分别测定了粒化高炉矿渣和天然砂
分别作为细骨料时混凝土的孔隙分布和孔隙度，研究了混
凝土抗压强度和其孔隙结构之间的关系，并结合国外已有
的孔隙度与强度的半经验计算式对试验数据进行拟合。
1．1 原材料及配合比
水泥：P·0 52．5级水泥和 P·LH52．5级低热硅酸盐水
泥；矿渣：选取 3种不同产地的粒化高炉矿渣，分别记为
S一1、S一2和 s一3，其表观密度分别为 2 770、2 690、
2 580 kg／m ，含水率分别为 0．74％、0．67％和 2．45％；天然
砂：中砂，细度模数 2．79，表观密度为2 600 kg／m ，含水率
为 2．09％；碎石：粒径 5～15 mm 的碎石；减水剂：聚羧酸高
效减水剂。
混凝土配合比设计 4个强度等级，水胶比分别为
0．55、0．40、0．30、0．25，水胶比为 0．25时采用低热硅酸盐水
泥，其余的均采用普通硅酸盐水泥。每个强度等级的混凝
土均采用 4种不同的细骨料，分别为天然砂和 3种不同产
地的粒化高炉矿渣 (S一1、S一2、S一3)，水胶比为 0．55和
O．4O时，拌合物坍落度通过减水剂控制在 170~220 nqlTl之
间，水胶比为 0．30和 0．25时，拌合物扩展度通过减水剂控