混 凝土是水利工程 中用途 最广 、用 量最 大 的建 筑材料之一 ，在 现代水利工程建 设 中 占有很 重要的位置 。建 筑 、桥梁 、水利 等工程 中，往往都是采用大体 积混凝土结构 ，这对混 凝土 的抗 压 、抗渗等性 能都提出 了更 高的要 求 。目前 ，提高混凝土强度、抗裂 、抗渗等性能 的主要技术途径有 ：采用较小 的水胶 比 、使用 适当的优质骨料、掺加经济的矿物掺合料等 方法 。从长远的发展趋 势来看 ，混凝 土掺合 料 、化学 外加剂 的研究 及应用 ，逐 步成 为现代 混凝土技术发展的核心。 矿渣粉 和粉煤灰都是 工业 废渣 回收的产 物 ，使用 矿渣和粉煤灰 作为混凝土 的掺合 料 ， 既 可 以节 约能源 、保护 环境 ，又能节 约成 本 ， 同时能 够改善混凝 土性 能 ，而且带来 了经济 效益 、社 会效益 ，为配 制高强 、高性 能混 凝土 提供 了广 阔的前景 。 已有研 究表 明：在混凝 土 中掺用 粉煤灰 代替 一定量水泥 ，不 仅可 以降低成本 ，而且能 提高 混凝土 的耐久 性 ，延长其结构 的使用寿 命 ；矿渣是一种 良好 的潜在活性材料 ，取代等 量水 泥掺入混凝土 中能显著地改善 、提高混 凝土 的综合性能 。因此 ，本文探 索性 的研究在 混凝 土中 同时掺加 粉煤灰和矿渣 ，对 混凝土 性能 的影响 。 1试验研究的方法 通过查 阅资料 ，设计研 究试验为 ：掺人 时 ，粉煤灰 和矿 渣分别 以 10％和 20％等量取 代水泥 ，总掺量为 20％和 30％。三种不 同掺和 比例情 况下 ，测试 其 主要 力学性 能 ，抗压 、抗 渗性能。探究 矿渣 、粉煤灰在混凝 土中的最佳 掺量和最优 配 比，探索 其内在规律 ，使 其更好 地运用于工程实践。 2试验参数的确定 2．1原材料及各项参数 采用 的水泥是陕西 宝鸡扶风盾石牌 普通 硅酸 盐水 泥 ，强度等级 32．5。细骨料 ：渭河 河 砂 ，中砂 ，细度模数 2．66，级 配 良好 ，堆 积密度 为 1．48g，cm ，视 密 度 为 2．62 rn2，含 泥 量 1．43％。粗骨料 ：渭河卵石 ，卵石 为 20mm一 40mm 单粒级 ，视 密度为 2．59g，cm2，含 泥量 0．46％，吸水率为 0．74％。所用粉煤灰 ：密度为 2．03 m2，细度 13％(45m筛余 )。磨细矿 渣 ： 2．65异，cm2，细度58％(80m筛余)。 通过查 阅大量 资料 ，并从改善混 凝土 的 性 能 、降低混凝 土的造价等方面综合 考虑 ，本 次试 验研究选用 ：水 胶 比为 O．43，粉煤 灰和矿 渣 对水泥 的取代率为 10％ ～20％，灰 渣 比为 O．2～0．4。 2．2试验配合 比的确定 本文在掺人粉煤灰和矿渣时，都采用等 量取代法 ，粉煤灰 和矿 渣分别 以 10％和 20％ 等量取代水 泥，总掺量为 20％和 30％。设计三 个试验组 和一个 对照组 (即不掺矿 渣和粉煤 灰 )。经过反复试验 ，确定基准配合比(水泥 ： 砂子 ：石子 ：水 =372：543：1328：16o)。 经反复试验，同掺粉煤灰和矿渣混凝土的配 合 比确定 如表 1。 3试验内容及结果分析 3．1抗压性能试 验 抗压强 度分 析 ：按《普通混 凝土力学性 能 试验方法}(GBJ82—85)。本试验采用的混凝土 立 方 体 试件 模 块 尺 寸 为 150mm ×150mm × 150mm 。 抗压强度计算公式 ： Zo=ae-- 式 中 混 凝 土 立 方 体 试 件 抗 压 强 度 (MPa)；P——破坏荷载 ； A——试件承压面积(1111112)。 四组混凝土 7d、28d的抗压结果见表 2。 数据分析 ：当掺粉煤灰量不变时，掺矿渣 量为 20％的混凝土试验 组 比掺矿渣量 为 10％ 的混凝土试验组的早期强度高 ，说 明矿渣能弥 补粉煤灰对混凝土早期抗 压强度低 的负效应 ； 当掺矿渣 量不变时 ，掺粉煤 灰量为 20％的混 凝土试验 组 比掺粉煤灰量 为 10％的混凝土试 验组后期混凝土抗压强度大 ，说 明粉煤灰对混 凝土后期强度影 响较 大 ；对 照组试块 7d、28d 的抗压强度 比试验组 7d、28d都要高 ，说 明矿 渣 的细度对抗压强度的影响比较大。 作用机理分析 ：粉煤灰与矿渣微粉均 为活 性 矿物 掺 合料 ，在 反 应 中还 会 生成 少 量 的 c—s—H凝 胶 ，填充于水泥水化生 成物的间隙 ， 使混凝土微观结构更加密实 ，所以掺加适 量的 掺合 料会 使混凝土强度 比不加时更 高。活性 氧化铝 、氧化硅与石灰或与水泥熟料水化析出 的氢 氧化钙发生反应 ，生成水化硅酸钙和水化 铝 酸钙 ，石膏与水化 铝酸钙进一 步反应 ，生 成 水化硫铝酸钙 ，促进混凝土强度的增 长。但 粉 煤灰 与矿渣微粉 的活性有差别 ，矿渣微粉经过 骤冷 处理 ，熔融 的矿 渣来不及结 晶 ，大部分形 成玻璃体结构 ，具有 比粉煤灰更大的化学内能 和化学活性 。矿渣经过磨细后 ，能使其活性较 快 的发挥 。而粉 煤灰 中 的活性 物质进行 反应 的速度相对较慢 ，所 以粉煤灰混凝土早期强度 明显低 于矿渣微粉混凝土 。另外 ，矿渣微粉 中 的活性物质含量 高于粉煤灰 ，所 以矿渣微粉混 凝 土中后期 强度 高于粉煤灰混凝土 。 3．2抗 渗性能试 验

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