大掺量浆状掺合料混凝土配制
为提高工业废渣利用率,节约资源和成本,人们总是希望尽量提高矿物掺合料的掺量,在保证水泥基材料性能的情况下,最大限度地利用矿物掺合料。湿磨处理的浆状掺合料,因可控制较高的细度和较均匀的粒径分布,填充能力较强,二次水化生成的水化产物占矿渣掺合料自身比例较高,在水泥石内较易被粘接。而在低水胶比的水泥石中,需水化产物填充的原始充水空间较小,胶凝材料仅需部分水化即可形成致密的、性能优良的水泥基材料。因此,低水胶比为实现浆状掺合料的大掺量提供了可能。
对浆状掺合料大掺量混凝土,主要研究了水胶比为0.35的情况下,掺入40%~60%的比表面积为1000m2/kg的粉煤灰浆状掺合料混凝土的強度及工作性。水泥使用冀东42.5普通硅酸盐水泥,外加剂为复合高效减水剂,细集料为2.6细度模数的天然河砂,粗集料为5~15mm的碎石,表6.2为设计混凝土配合比及实验结果。
由表6.2可以看出,在0.35的水胶比下,掺有40%比表面积为1000m2/kg的粉煤灰浆状掺合料,其混凝土3d强度就已超过对比组纯水泥的混凝土强度;在28d龄期时,本研究中粉煤灰浆状掺合料大掺量混凝土强度均超过对比组混凝土强度,这说明1000m2/kg的粉煤灰浆状掺合料在0.35的水胶比下,在水化早期即体现出了良好的微集料效应;在60d龄期时,掺有50%的粉煤灰浆状掺合料的混凝土强度达到了94.8MPa,较同龄期纯水泥混凝土强度提高41.1%,远远高于同龄期纯水泥混凝土强度,通过普通的成型养护工艺,掺有50%粉煤灰混凝土的强度基本可达C80等级。
以上粉煤灰浆状掺合料大掺量混凝土实验说明,虽然大掺量的粉煤灰对水泥石内水化产物浓度“稀释”较大,粉煤灰粒子周围水化产物量较低,但通过控制水灰比和提高浆状掺合料细度等手段,仍可使得胶结型水化产物在粉煤灰粒子周围形成密实的渗流通路,改善粉煤灰粒子在水泥石内的粘接。
因此,在保证水泥基材料性能的要求下,通过调整水胶比和矿物掺合料细度,湿磨处理的浆状掺合料较容易实现大掺量。这也为提高工业废渣利用率,实现工业废渣的资源化利用和水泥混凝土的可持续发展指明了可行的方向。