复掺高性能矿物掺合料的高强机制砂混凝土性能研究

作     者：金建星 

作者单位：河北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：乔金丽

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：矿物掺合料 高强机制砂混凝土 工作性能 力学性能 干燥收缩 

摘      要：伴随着天然砂不可再生、日渐减少、品质降低、价格增加等现象,机制砂应运而生,其生产可以在当地取得原材料制备,既节约了成本,同时质量可控、稳定,因此,混凝土中应用机制砂是必然趋势。目前国内应用机制砂混凝土普遍在C30～C60,相比之下,C80机制砂混凝土的研究和应用较少。为了改善高强机制砂混凝土的工作性能并提高其强度,本文选取多种高性能矿物掺合料,制备并研究高强高性能机制砂混凝土。着重开展了以下工作:首先,通过对不同掺量矿物掺合料活性效应的研究,在不同龄期下(3d、7d、28d、56d、90d),分析S105矿粉、微珠、硅灰单掺和S105矿粉与微珠或硅灰双掺对水泥基材料的工作性能和力学性能的变化趋势。采用比强度法推断出不同龄期下复掺不同比例矿物掺合料时的活性效应,利用比强度及活性效应指标等推断出矿物掺合料单、双掺对水泥基材料内部活性效应的强度贡献率,并得出较优的矿物掺合料比例。结果表明,单掺S105矿粉对水泥基材料的活性效应有着积极的促进作用,并随S105矿粉掺量的增加而逐渐加大,当S105矿粉掺量为25%时,活性效应比强度贡献效果达到较好的水平。水泥:S105矿粉:微珠为15:4:1时,水泥基体的活性效果较好。其次,采用较优矿物掺合料比例进行高强高性能机制砂混凝土的正交试验设计,在立方体抗压试验和劈裂抗拉试验下,研究各组试件在不同正交试验配合比下高强机制砂混凝土工作性能、抗压性能、劈裂抗拉性能的变化趋势;同时研究不同硅灰掺量下高强高性能机制砂混凝土的工作性能、抗压性能和劈裂抗拉性能。最后,采取S105矿粉较优比例和正交试验确定的水胶比、砂率、胶凝材料用量,通过机制砂中不同石粉含量下单掺S105矿粉和机制砂中石粉含量不变时双掺S105矿粉与不同矿物掺合料的试验,研究C80高强机制砂混凝土的工作性能和力学性能,及其干燥收缩的变化趋势。结果表明,机制砂中石粉含量为6%时,C80机制砂混凝土工作性能及强度效果最佳,增加石粉含量会使混凝土工作性能变差,抗压强度有所下降。同单掺S105矿粉相比,双掺S105矿粉与微珠时早期抗压强度先增大后减小,双掺S105矿粉与硅灰时早期抗压强度减小,两者28d抗压强度增幅最大分别为11.5%、14.2%,60d抗压强度增幅最大分别为8.6%、10.7%。此外,S105矿粉与超细矿粉双掺可能会出现C80机制砂混凝土抗压强度倒缩现象。