钢渣基胶凝材料的化学减缩及其对混凝土早期开裂性能响

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1、钢渣基胶凝材料的化学减缩及其对混凝土早期开裂性能的影响1实践目的钢渣是炼钢过程中产生的副产晶。全球每年生产数亿吨钢渣，其中大部分被堆积起来，只冇少部分被堆积起来，利用率较低。同时废弃钢渣不仅占用大量土地资源，还会造成环境污染。因此对钢渣的综合利用途径已经成为急需解决的问题。冃前，钢渣的综合利用途径主要有建筑、回填、炼钢，作为水泥或混凝十•掺合料等。钢渣矿物组成主要是硅酸三钙(C2S)、硅酸二钙(C3S)、铁铝酸盐(C4AF)和少量的方镁石(MgO)以及游离氧化钙，钢渣的化学成分主要有CaO、SiO?、Fe2O3>MgO,此外还有少量A12O3

2、>Mn02、P2O5等，可见钢渣矿物化学组成与硅酸盐水泥熟料相似。钢渣经化学激发和机械激发后均具有较强的水硬胶凝性，具备用作水泥混合材和混凝土掺合料的基础条件⑴。木次综合实践通过对钢渣的基木物性的分析，了解其矿物组成及化学成分。利用钢渣单掺及其掺量或与粉煤灰复掺研究对水泥或混凝土性能的影响，来确定单掺钢渣掺量、钢渣与粉煤灰复掺掺量对钢渣水泥早期化学减缩、混凝土坍落度、早期抗裂性、失水率等的影响规律。从而提高钢渣资源的回收利用和减少其对环境的污染。2实践内容在本次实验屮，基于基准混凝土，以不同掺量的钢渣、钢渣与粉煤灰1:1比例复掺对水泥的化学减

3、缩影响，以单掺钢渣、钢渣与粉煤灰复掺制成混凝土，与基准混凝土形成对照组，配合比见表1。并对对照组进行失水率试验、抗裂性试验，來确定单掺钢渣掺量、钢渣与粉煤灰复掺对混凝土性能的影响规律。表1混凝土配合比编号水泥钢渣粉煤灰砂/kg/m3石了/kg/m3水/kg/m3掺量/%质量/kg/m3掺量/%质量/kg/m3掺量/%质量/kg/m3co1003570000CG1702503015701577431070180CGF270250157&5157&5注：CO表示基准混凝土，CG1表示单掺钢渣30%的混凝土，CGF2表示钢渣与粉煤灰复掺(下同)。3

4、试验原料及化学试剂水泥：本试验所用的水泥是由苏州市第一建筑公式捉供的天山PO42.5水泥。其矿物分析如图k砂：木试验所用的砂是用4.75mm的筛了进行过筛处理过，细度模数为2.52,砂的级配在II区，属于中砂。筛余检测结果见表2。表2砂的筛分表筛孔尺寸/mm筛余量伦累计筛余/g累计筛余百分率/%4.7529.629.65.982.3641.671.214.39L1850.8122.024.660.688.9210.942.630.3210.9421.885.260」571.3493」99.68底盘1.6494.7100合计494.7494.7

5、100右：本试验所用的右子进过筛余试验后级配良好，右子的筛分表如表3。表3石子的筛分农筛孔尺寸/mm筛余量/g累计筛余/g累计筛余百分率/%301.551.54515.45253.805.3553.5202.447.79577.95151.689.4794.7100.519.97599.7550.0210100合计1010100钢渣：使用李氏瓶测得密度为3.06g/cm3,用勃式透气测得比表面积为423.5cm2/g,用FC—6型数显式水泥游离氧化钙快速测定仪测得的游离氧化钙为2.36%的褐色粉末状固休。其矿物分析如图2。0102030405

6、060702-Theta-Scale图2钢渣X射线衍射图粉煤灰：木试验所用的粉煤灰为烘干标准样。化学试剂：聚竣酸减水剂，固含量为42%。4试验方案4.1钢渣等掺合料水泥的化学减缩试验本次实验中，化学减缩试验利用量管中的液面高度作为原始体积，以后按不同水化龄期读取液面高度。计算各龄期的体积减小值，用来表征该水泥的化学收缩。装置图如图3〔2〕。实验步骤:图3化学减缩试验装置图①称取50g试样放入锥形瓶，用玻璃棒搅拌使试样分散，并排气泡。②再将量管插入胶塞屮，用胶塞塞紧瓶口，量管与胶塞接触处用凡士林密封。③用滴管通过量管向瓶内加水，使液而上升至接近

7、量管的最大刻度。④向量管中加一滴机油，用以封盖水面，防止水分蒸发。⑤待稳定后，即可读取液面初始数据，再分别读取2h、4h、6h、8h、10h、12h、24h、Id、2d、3d量管的读数，并记录数据。4.2混凝土早期抗裂性试验(1)试验原理：试验用于浇注试件的钢制模具平板，示意图如图4。试验的试件尺寸为600mmX600mmX64mm模具底部是一块冇厚度为lcm的冇机玻璃板，其作用为防止随着时间推移混凝土试样中的水分从底面蒸发损失。平板限制收缩法的基木原理是在平板试模四边的边框上面分别内设13根8mm、长度为100mm的栓钉，这些栓钉的中心轴距

8、为40mmo当混凝土在早期水化过程屮，会导致蜩性收缩，这些栓钉则阻止混凝土试件收缩移动，充当裂缝诱发装置，对被测混凝土试件周边实施等效的开裂诱导，使试件在其他试验条