何明虎， 廖 飛,2， 王 偉， 何芃蓉， 衡偉東

(1. 攀枝花學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院，四川攀枝花 617000;2. 西華大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，四川成都 610039)

水膠比對(duì)C30高鈦型高爐渣自密實(shí)混凝土工作性能的影響

何明虎1， 廖 飛1,2， 王 偉1， 何芃蓉1， 衡偉東1

(1. 攀枝花學(xué)院土木與建筑工程學(xué)院，四川攀枝花 617000;2. 西華大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，四川成都 610039)

自密實(shí)混凝土與普通混凝土最大的區(qū)別主要體現(xiàn)在自密實(shí)混凝土對(duì)工作性能的特殊要求，而水膠比是影響工作性能的主要因素之一。文章利用攀西地區(qū)的工業(yè)固態(tài)廢棄物高鈦型高爐渣配制C30自密實(shí)混凝土，研究水膠比對(duì)其工作性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，水膠比對(duì)高鈦型高爐渣自密實(shí)混凝土的工作性能影響較大。水膠比在0.44～0.46時(shí)，所得到的高鈦型高爐渣自密實(shí)混凝土的工作性能較優(yōu)。

自密實(shí)混凝土； 高鈦型高爐渣； 工作性能； 水膠比

自密實(shí)混凝土(日本英譯Self-Compacting Concrete(SCC)，美國(guó)英譯(Self-Consolidation Concrete(SCC))，是指具有高流動(dòng)性、均勻性和穩(wěn)定性，澆筑時(shí)無需外力振搗，能夠在自重作用下流動(dòng)并充滿模板空間的混凝土[1]。自密實(shí)混凝土硬化后的性能和普通混凝土類似，而自密實(shí)混凝土與普通混凝土最大的區(qū)別主要體現(xiàn)其對(duì)自密實(shí)工作性能的特殊要求[2]。自密實(shí)混凝土的工作性能主要包括填充性、間隙通過性和抗離析性三個(gè)方面：第一，填充性。自密實(shí)混凝土拌合物僅依靠自身重力能夠完全填充模板成型的性能?？刹捎锰鋽U(kuò)展度試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試。第二，間隙通過性。自密實(shí)混凝土拌合物均勻通過狹窄空隙的性能。可采用J形環(huán)試驗(yàn)、L型儀試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試。第三，抗離析性。自密實(shí)混凝土拌合物中各種組分保持均勻分散的性能?？刹捎秒x析率筒試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試。

高鈦型高爐渣是攀鋼集團(tuán)在釩鈦磁鐵礦冶煉過程中產(chǎn)生的廢渣。對(duì)高鈦型高爐渣成分研究發(fā)現(xiàn)，高鈦型高爐渣中不含2CaO·SiO2，不會(huì)出現(xiàn)硅酸鹽分解；不含f-CaO，試樣無粉化、不脹裂，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性良好；含硫量小于1 %，高鈦型高爐渣中不含F(xiàn)eS和MnS[3]。因此高鈦型高爐渣具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、性能良好不易分解的性質(zhì)，可以代替普通天然砂石作為混凝土骨料配制混凝土[4]。本文應(yīng)用高鈦型高爐渣配制C30自密實(shí)混凝土，研究水膠比對(duì)其工作性能的影響。

1 原材料

1.1 水泥

水泥采用攀枝花市瑞豐建材公司生產(chǎn)的P.O.42.5R級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥物理力學(xué)性能見表1。

1.2 外加劑

高效減水劑為攀枝花吉源外加劑公司配置的聚羧酸高效減水劑，固體含量40 %，減水率30 %以上。

1.3 粗、細(xì)骨料

粗細(xì)骨料采用攀枝花環(huán)業(yè)公司的高鈦型高爐渣，其技術(shù)指標(biāo)見表2、表3。

1.4 粉煤灰

粉煤灰采用攀枝花市鋼城集團(tuán)綜合工業(yè)分公司生產(chǎn)的F類Ⅰ級(jí)粉煤灰，其技術(shù)指標(biāo)見表4。

2 C30高鈦型高爐渣自密實(shí)混凝土配合比

水膠比是配合比設(shè)計(jì)中確定混凝土強(qiáng)度的主要因素，其確定了膠凝材料用量、漿體多少的重要指標(biāo)。水膠比越大，說明水用量較多，膠凝材料較少，會(huì)導(dǎo)致混凝土泌水，或者因?yàn)檎辰Y(jié)材料不足，混凝土不密實(shí)，填充性不好，從而影響混凝土的流動(dòng)性。水膠比越小，說明水用量較小，膠凝材料較多，會(huì)導(dǎo)致自由水過少，漿體不足，混凝土過干，流動(dòng)性小，甚至不流動(dòng)等現(xiàn)象。或者從混凝土流動(dòng)抗阻力的理論解釋，水膠比越小，水泥起粘結(jié)作用大，混凝土骨料不能抵抗自行流動(dòng)密實(shí)。因此，高鈦型高爐渣自密實(shí)混凝土的水膠比在一定范圍內(nèi)時(shí)，所達(dá)到的工作性能最優(yōu)。

本實(shí)驗(yàn)選取水膠比分別為0.50、0.48、0.46、0.44和0.42，測(cè)試高鈦型高爐渣自密實(shí)混凝土的各項(xiàng)工作性能來評(píng)價(jià)水膠比對(duì)自密實(shí)混凝土工作性能的影響并確定工作性最優(yōu)水膠比，其配合比見表5。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

對(duì)不同配合比的自密實(shí)混凝土進(jìn)行坍落擴(kuò)展度、T500、L型流動(dòng)試驗(yàn)、Orimet流速試驗(yàn)和抗離析試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表6、圖1～圖3。

從圖1可以得出，隨著水膠比的增大，高鈦型高爐渣自密實(shí)混凝土的流動(dòng)能力不增強(qiáng)，水膠比在0.42～0.44時(shí)增加最大，從水膠比在0.44～0.5流動(dòng)性變化不大。從而得出，水膠比在0.44～0.46時(shí)，高鈦型高爐渣自密實(shí)混凝土的流動(dòng)性較優(yōu)。從圖2可以得出，隨著水膠比的增加，高鈦型高爐渣自密實(shí)混凝土的流動(dòng)性、填充能力和通過能力增加，但水膠比在0.46時(shí)，達(dá)到最優(yōu)。分析水膠比在0.46～0.50時(shí)，由于水膠比增大，膠凝材料減少，水增多，混凝土骨料沒 有很好的被漿體包裹，不能攜帶混凝土流動(dòng)，在L型、Orimet儀內(nèi)流動(dòng)時(shí)間增長(zhǎng)。從圖3可以得出，水膠比過大或過小都會(huì)使高鈦型高爐渣自密實(shí)混凝土有一定程度的離析秘水，水膠比在0.44～0.48時(shí)，有較優(yōu)的抗離析能力。

4 結(jié)論

(1)通過對(duì)不同水膠比C30高鈦型高爐渣自密實(shí)混凝土的試驗(yàn)，得出水膠比對(duì)高鈦型高爐渣自密實(shí)混凝土的工作性能影響較大。

(2)水膠比在0.44～0.46時(shí)，所得到的高鈦型高爐渣自密實(shí)混凝土的工作性能較優(yōu)。

(3)由于高鈦型高爐渣自身粗糙，其流動(dòng)性不好，水膠比過小，各骨料間的粘結(jié)力增大，不能使混凝土自流。因此，同等級(jí)高鈦型高爐渣自密實(shí)混凝土的水膠比要比普通自密實(shí)混凝土的水膠比大。

[1] 劉娜.自密實(shí)混凝土配制及剪切性能研究[D].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué),2015.

[2] 黃雙華，陳偉，孫金坤，等.高鈦高爐渣在混凝土材料中的應(yīng)用[J].新型建筑材料, 2006(11): 71-73.

[3] 羅鈺. 中低強(qiáng)度自密實(shí)凝土配合比參數(shù)優(yōu)化研究[D].長(zhǎng)沙，湖南大學(xué)，2008.

[4] 謝龍,黃雙華,鐘菘,等. 高鈦型高爐渣鋼筋混凝土扁梁結(jié)構(gòu)的初探[J]. 四川建筑,2016, 36(4): 144-145.

獲得2015年攀枝花學(xué)院國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目資助(項(xiàng)目編號(hào)：201511360028)

何明虎(1994～)，男，本科，土木工程專業(yè)。

廖飛(1990～)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)閹r土工程。

TU528.53

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[定稿日期]2017-04-14