新型礦渣水泥的強(qiáng)度發(fā)展特性

1、收稿日期2000-11-21新型礦渣水泥的強(qiáng)度發(fā)展特性張樹(shù)青1,楊全兵1,吳學(xué)禮1,王彩英2,蔡機(jī)敏2(11同濟(jì)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,上海200433;21上海寶田新型建材有限公司,上海200000摘要試驗(yàn)表明,采用分磨技術(shù)生產(chǎn)的新型礦渣水泥的強(qiáng)度與齡期的對(duì)數(shù)呈線(xiàn)性關(guān)系;分析了礦渣細(xì)度、摻量對(duì)新型礦渣水泥不同齡期強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)的影響;得出了不同礦渣細(xì)度和摻量所配新型礦渣水泥的強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)。關(guān)鍵詞新型礦渣水泥;細(xì)度;摻量;強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)中圖分類(lèi)號(hào)TQ172171+7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)1002-3550(200104-0042-04采用分磨技術(shù)生產(chǎn)的新型礦渣水泥,由于礦渣和熟料分別粉磨,水泥中礦

2、粉細(xì)度要比傳統(tǒng)混合粉磨生產(chǎn)的礦渣水泥中礦粉細(xì)得多,因而該品種水泥可以更好地發(fā)揮礦渣的活性,更多地利用礦渣,經(jīng)濟(jì)效益明顯。為區(qū)別于傳統(tǒng)的礦渣水泥,我們把采用分磨技術(shù)配制的礦渣水泥稱(chēng)之為新型礦渣水泥,又叫綠色水泥1。在分磨的情況下,礦渣細(xì)度與摻量可靈活變化,并進(jìn)行多種比例的配合。其水泥強(qiáng)度也在一定范圍內(nèi)變動(dòng)。當(dāng)?shù)V渣細(xì)度為221667m 2/kg ,礦渣摻量為3070%,其配制的礦渣水泥28天強(qiáng)度可達(dá)到3566MPa 。本文主要介紹通過(guò)系統(tǒng)試驗(yàn)得到的各種新型礦渣水泥的強(qiáng)度發(fā)展系數(shù),因?yàn)檫@些結(jié)果不僅可以幫助我們了解這些水泥的強(qiáng)度隨齡期變化的大致規(guī)律,而且對(duì)于認(rèn)識(shí)摻用各種礦粉的混凝土的強(qiáng)度與齡期的關(guān)系也

3、有一定的參考價(jià)值。1試驗(yàn)方法111原材料(1礦渣試驗(yàn)所用礦粉均為采用上海某鋼鐵廠(chǎng)高爐水淬礦渣經(jīng)實(shí)驗(yàn)室小磨加工生產(chǎn)的礦渣粉。礦渣的化學(xué)組成見(jiàn)表1,質(zhì)量系數(shù)約為210。表1原材料的化學(xué)組成LossSiO 2Al 2O 3Fe 2O 3CaO MgO SO 3f 2CaOKHNPC 3SC 2SC 3AC 4AF礦渣31108014321146611331666511811450171(2熟料試驗(yàn)中采用了京陽(yáng)水泥廠(chǎng)熟料加工為基準(zhǔn)水泥。熟料的化學(xué)成分見(jiàn)表1,熟料強(qiáng)度R3=3112MPa ,R28=5913MPa 。(3石膏本次試驗(yàn)所用石膏均為山東棗莊二水石膏,等級(jí)為二級(jí),SO 3含量為3815%。11

4、2試驗(yàn)方法(1比面積采用DB T 2127型勃氏透氣比表面積儀。(2水泥強(qiáng)度按G B177285水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法進(jìn)行。2試驗(yàn)結(jié)果與討論211試驗(yàn)結(jié)果我們采用比表面積為349m 2/kg 的京陽(yáng)純熟料水泥與細(xì)度分別為221m 2/kg 、285m 2/kg 、353m 2/kg 、467m 2/kg 、576m 2/kg 、667m 2/kg 的礦粉(含石膏按礦粉摻量分別為30%、40%、50%、60%、70%的比例配制各種礦渣水泥,測(cè)定了其在標(biāo)養(yǎng)條件下不同齡期的水泥膠砂強(qiáng)度,計(jì)算了不同細(xì)度不同配比的新型礦渣水泥在不同齡期的強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)Rc 值。Rc 為該齡期的實(shí)測(cè)強(qiáng)度與28天齡期強(qiáng)度的比值

5、,即Rcn 2Rn/R28(n 為齡期。不同齡期的Rc 值分別列于表2(a 、2(b 、2(c 。212討論21211新型礦渣水泥抗壓強(qiáng)度與齡期的關(guān)系圖1(a 、圖1(b 為由不同細(xì)度礦渣與以不同摻量配制的30組新型礦渣水泥抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度與齡期的關(guān)系,橫坐標(biāo)為時(shí)間t 的對(duì)數(shù)值。由圖可見(jiàn),隨著礦粉細(xì)度和礦粉摻量的不同,所配礦渣水泥3、7、90天強(qiáng)度雖然在一定范圍內(nèi)波動(dòng),但對(duì)30組數(shù)據(jù)進(jìn)行單一242001年第4期(總第138期Number 4in 2001(Total No.138混凝土Concrete全國(guó)建筑科學(xué)核心期刊China Building Science Core Periodic

6、al 表2(a不同礦渣水泥3天的強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)(R c 3礦粉細(xì)度摻量(%221m 2/kg抗折(%抗壓(%285m 2/kg抗折(%抗壓(%353m 2/kg抗折(%抗壓(%467m 2/kg抗折(%抗壓(%576m 2/kg抗折(%抗壓(%667m 2/kg抗折(%抗壓(%平均抗折(%抗壓0.510.370.510.390.550.380.620.420.680.490.740.54/表2(b不同礦渣水泥7天的強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)(R c 7礦粉細(xì)度摻量(%221m 2/kg抗折(%抗壓(%285m 2/kg抗折(%抗壓(%抗壓(%467m 2/kg抗折(%抗壓(%576m 2/kg抗折(%抗壓(%

7、667m 2/kg抗折(%抗壓(%平均抗折(%抗壓0.690.600.710.590.740.630.810.660.830.750.920.77/表2(c不同礦渣水泥90天的強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)(R c 90礦粉細(xì)度摻量(%221m 2/kg抗折(%抗壓(%285m 2/kg抗折(%抗壓(%353m 2/kg抗折(%抗壓(%467m 2/kg抗折(%抗壓(%576m 2/kg抗折(%抗壓(%667m 2/kg抗折(%抗壓(%平均抗折(%抗壓(%30 1.1.141.251.111.231.061.211.011.140.971.120.991.08/ 圖1(a 新型礦渣水泥抗壓強(qiáng)度與齡期的關(guān)系圖1(

8、b 新型礦渣水泥抗折壓強(qiáng)度與齡期關(guān)系的線(xiàn)性相關(guān)分析可以發(fā)現(xiàn),任一配比的新型礦渣水泥強(qiáng)度與齡期的對(duì)數(shù)線(xiàn)性相關(guān)性均較好(線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)最大為110,最小為0195,只是直線(xiàn)斜率不同。對(duì)所有30組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,強(qiáng)度平均值與齡期對(duì)數(shù)值34之間相關(guān)系數(shù)抗壓達(dá)0199,抗折達(dá)0197。它表明,新型礦渣水泥的強(qiáng)度發(fā)展與其它水泥基材料的強(qiáng)度發(fā)展大體上遵循相同的規(guī)律,即無(wú)論是抗壓強(qiáng)度還是抗折強(qiáng)度與齡期的對(duì)數(shù)都呈線(xiàn)性關(guān)系。21212礦粉細(xì)度對(duì)所配水泥強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)的影響圖2為不同細(xì)度礦粉配制的各種礦渣水泥的強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)平均值,由表2及圖2可以看出:新型礦渣水泥抗折、抗壓強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)隨礦粉細(xì)度變化的趨勢(shì)一致;當(dāng)?shù)V粉

9、細(xì)度由221m2/kg提高到667m2/kg,所配礦渣水泥3天、7天抗折、抗壓強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)Rc3、Rc7均逐漸增加,而90天強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)Rc90卻逐漸下降。礦粉比表面積S b>467m2/kg時(shí)強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)隨礦粉細(xì)度變化的幅度更大。換言之,礦粉細(xì)度越大,所配制水泥的早期強(qiáng)度較高,但后期強(qiáng)度發(fā)展減緩。值得注意的是, 90天抗壓強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)雖然礦粉隨細(xì)度下降,但礦粉比表面積為667m2/kg時(shí),其系數(shù)平均值仍大于110;而抗折強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)在礦粉細(xì)度S b>467m2/kg時(shí)有<1的現(xiàn)象,即90天抗折強(qiáng)度出現(xiàn)倒縮。這似乎說(shuō)明高細(xì)度礦粉在后期易出現(xiàn)微裂縫,但其原因尚待研究。21213

10、礦粉摻量對(duì)所配水泥強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)的影響圖3為不同礦渣摻量配制的礦渣水泥的強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)平均值,由表2及圖3可以看出:在礦粉摻量為30%70%范圍內(nèi),新型礦渣水泥3、7天抗折、抗壓強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)Rc3、Rc7隨礦粉摻量變化的趨勢(shì)一致,即隨著礦粉摻量的增加,強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)逐漸下降;而90天強(qiáng)度發(fā)展系數(shù),抗折與抗壓趨勢(shì)略有不同,90天抗折強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)隨著礦粉摻量的增加,強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)大致相同略有下降;90天抗壓強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)卻隨之略有增加。同時(shí)由圖3可以看出,在礦粉摻量<50%時(shí),早期(3、7天強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)的下降幅度更大。21214對(duì)照礦粉的細(xì)度和摻量二項(xiàng)參數(shù)對(duì)所配礦渣水泥抗壓、抗折強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)的影響(見(jiàn)

11、表3,可以看出礦粉細(xì)度變化引起抗壓系數(shù)波動(dòng)幅度達(dá)0117左右,抗折系數(shù)3、7天波動(dòng)幅度達(dá)0123,90天為0115左右;而礦粉摻量影響的波動(dòng)幅度抗壓系數(shù)僅為0108左右,抗折系數(shù)3、7、90天分別僅為0112、0107、0104。由此可見(jiàn),細(xì)度的影響顯然比摻量的影響更重要 。圖2不同礦粉細(xì)度的水泥平均強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)(Rc圖3不同礦粉摻量的水泥平均強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)(Rc表3不同礦渣水泥的平均強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)(R cRcn均值抗折抗壓礦粉細(xì)度影響(221667m2/kg抗折抗壓礦粉細(xì)度影響(3070%抗折抗壓(5在礦粉細(xì)度為221666m2/kg、礦粉摻量為30 70%范圍內(nèi),各種礦渣水泥3天、7天、90天

12、的強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)Rc平均值抗壓分別為0143、0167和1117;抗折分別為0160、0178和1105。該值與經(jīng)優(yōu)化的新型高摻量525#礦渣水泥的強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)相近,其礦渣細(xì)度為400450m2/kg,摻量約為4550%2。3結(jié)論(1新型礦渣水泥的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度與齡期的對(duì)數(shù)呈線(xiàn)性關(guān)系。44(2各種新型礦渣水泥標(biāo)養(yǎng)條件下3天、7天、90天的強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)平均值,抗壓分別為0143、0167和1117;抗折分別為0160、0178和1105。(3礦粉細(xì)度提高,3、7天強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)值隨之增大,90天強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)隨之減小,礦粉比表面積S b> 467m2/kg時(shí)更為明顯。(4礦粉摻量提高,3、7

13、天強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)值隨之下降,90天抗壓強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)值隨之略有增大,抗折強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)略有下降,摻量<50%時(shí)較為明顯。(5礦粉的細(xì)度和摻量二項(xiàng)參數(shù)對(duì)新型礦渣水泥強(qiáng)度發(fā)展系數(shù)的影響以礦粉細(xì)度的影響更為重要。參考文獻(xiàn)1黃士元,喇華璞.綠色水泥和混凝土,水泥.1998(1:p1.2張樹(shù)青,吳學(xué)禮,等.新型早強(qiáng)低熱高摻量#525礦渣水泥中試生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)分析,水泥工程,1999(5:P35.作者簡(jiǎn)介張樹(shù)青(1968-,男,碩士,講師,水泥混凝土專(zhuān)業(yè)。單位地址上海市武東路100號(hào)同濟(jì)大學(xué)材料學(xué)院(200433聯(lián)系電tength characteristics of ne w s

14、lag cementZHA N G S hu2qi ng1,Y ang Q uan2bi ng1,W U X ue2li1,WAN G Cai2ying2,CAI Ji2ming2 (11College of Material Science and Engineering,Tongji University,Shanghai200433,Shanghai200092,China;21Shanghai Baotian New Building Material Co.,Ltd.AbstractExperimental results show that the strength of new

15、slag cement by sepearate grinding incresed with the logarithm of age in the linear fashion.Effects of fineness and addition of slag on the strength characteristics of the cement were also analysed.Furthermore,the strengyh development coefficent of the cement with various finenesses and additions of

16、slag was calculated.K ey w ordsnew slag cement;fineness;addition;strength development coefficient中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)混凝土質(zhì)量委員會(huì)2001年年會(huì)在?？谑姓匍_(kāi)中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)混凝土質(zhì)量委員會(huì)、混凝土工程裂縫控制與混凝土新技術(shù)交流會(huì)2001年年會(huì)于3月24日至29日在海南省?？谑姓匍_(kāi)。這次會(huì)議的主要內(nèi)容是:(1學(xué)術(shù)交流;結(jié)合實(shí)際工程交流研討混凝土工程結(jié)構(gòu)裂縫控制與修補(bǔ);高強(qiáng)、高性能混凝土的研究與工程應(yīng)用技術(shù);纖維混凝土、水下分散混凝土、預(yù)拌混凝土等新材料新工藝技術(shù);討論“改善混凝土結(jié)構(gòu)裂縫狀況的若干建議(指南”。(2學(xué)會(huì)成員年度工作會(huì)議并討論有關(guān)換屆問(wèn)題。3月24日上午由中國(guó)建筑科學(xué)研究院教授級(jí)高級(jí)工程師韓素芳主持會(huì)議,宣布開(kāi)會(huì),介紹會(huì)議的準(zhǔn)備工作,會(huì)議日程及要求等。中國(guó)建筑科學(xué)研究院教授級(jí)高級(jí)工程師李承剛也在會(huì)上就如何開(kāi)好這次會(huì)議作了講話(huà)。大會(huì)開(kāi)始學(xué)術(shù)交流,首先由清華大學(xué)土木工程系教授、博士生導(dǎo)師覃維祖發(fā)表論文,題目是混凝土的收縮、開(kāi)裂及其評(píng)價(jià)方法,接著繼續(xù)發(fā)表論文。3月25日上午繼續(xù)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。下午韓素芳在會(huì)上介紹有關(guān)新標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行,王鐵夢(mèng)教授介紹有關(guān)工