摻沸石粉混凝土的配制與應(yīng)用
2006-09-11 00:00
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摘 要：本文介紹了摻沸石粉和YJ一2泵送劑配制的C30泵送混凝土力學(xué)性能及在承德康達水泥廠工程中應(yīng)用的情況，說明該種雙摻技術(shù)可達到設(shè)計的要求，降低工程造價。
關(guān)鍵詞： 沸石粉； 泵送劑； 雙摻； 混凝土； 抗壓強度
1 概況
河北承德康達水泥廠是菲律賓康達公司獨資企業(yè)。由中國第十三冶金建設(shè)公司總承包的大型水泥生產(chǎn)項目。該工程總占地面積為1018畝，采用旋窯生產(chǎn)工藝和進口設(shè)備，第一條生產(chǎn)線完成后水泥熟料生產(chǎn)能力達到4000噸／天，投資9000萬美元。該工程混凝土總用量為9．5萬m3。其中C30泵送混凝土占60%，且多為大體積混凝土。
根據(jù)工程用混凝土的特點。經(jīng)研究決定采用雙摻技術(shù)來控制C30的泵送性。泵送劑選用YJ一2泵送減水劑。由于當(dāng)?shù)貨]有大量Ⅱ級以上粉煤灰供應(yīng)。如從外地采購成本又高。所以選用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的磨細沸石礦粉作為混凝土摻合料。
2 原材料
2．1 水泥
河北承德永和水泥有限公司生產(chǎn)的槌峰牌水泥，P·042．5。符合GB175—99標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2．2 沸石粉
河北承德永和水泥廠生產(chǎn)的磨細沸石礦粉，細度：520m2／kg。需水量：107%。28天膠砂強度比85%。符合GB／T18776—2002標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2．3 YJ一2泵送劑
北京冶建新技術(shù)公司生產(chǎn)，性能達到JC473一2001混凝土泵送劑一等品指標(biāo)。
2．4 河砂
灤河粗砂，細度模數(shù)3．3，含泥量1．3%。符合G]3／T14684—2001標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2．5 石子
承德縣碎石，5．0mm～31．5mm，自然級配，含泥量0．8%，符合GB／T14685—2001標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2．6 水
自來水。
3 泵送混凝土配制
眾所周知。磨細沸石礦粉是一種火山灰質(zhì)材料。它與粉煤灰和高爐礦渣粉一樣。當(dāng)摻入水泥混凝土中后。它們所含的活性成分硅鋁氧化物能夠與水泥的水化產(chǎn)物Ca（OH）2進行二次催化反應(yīng)。生成含水硅酸鈣凝膠與鋁酸鈣凝膠。這個反應(yīng)。稱為火山灰反應(yīng)。一般在普通水泥混凝土中用沸石粉取代水泥可達10%- 20%。在礦渣水泥混凝土中取代水泥為5%～10%。如再配以合適的混凝土外加劑，其混凝土的各項性能不會低于基準(zhǔn)混凝土的性能。
3．1 配合比試驗
根據(jù)設(shè)計強度要求確定選用YJ一2泵送劑。摻量為混凝土中膠凝材料重量的0．5%，泵送混凝土坍落度控制在160mm～ 180mm。膠凝材料總量分別為325kg／kg3 ，365kg／m3 和394kg／m3，沸石粉取代水泥的量分別為46kg／m 3，50kg／m3和55kg／m3 （相當(dāng)于每 立方米水泥重量的14%）。
3．2 結(jié)果討論
從上述混凝土強度測試數(shù)據(jù)圖表中可見：
1）在相同坍落度（160mm-180mm）和水膠比時，三組配合比強度等性能都可達到設(shè)計要求。
2）在混凝土中摻入14% 的沸石粉等量取代水泥，三組（F一1、F一2、F一3）配合比中3d、7d抗壓強度都低于不摻沸石粉的混凝土（0—1、0—2、0—3）同齡期強度，而28d、60d都較單摻泵送劑的混凝土抗壓強度提高。
3）從強度增長值來看，單摻泵送劑的混凝土3d- 7d、7d～28d、28d～60d分別為9．0MPa、7．5MPa、1．2MPa，而雙摻并等量取代水泥的3d～7d、7d～28d、28d～ 60d分別增長了3．11MPa、8．11MPa、8．22MPa。說明等量取代水泥的沸石粉在水泥混凝土中隨著水泥水化過程進行，混凝土中的Ca（OH）2濃度的增加，火山灰反應(yīng)增加，對強度的貢獻增大。但到28d后，由于混凝土中Ca（OH）2濃度逐步降低，火山灰反應(yīng)逐步減少。
4）綜上所述，可以認為混凝土早期強度取決于混凝土中水泥的C3S和C3A含量的多少。摻沸石粉的混凝土，由于等量取代部分水泥，使混凝土中水泥的C3S和C3A含量相對降低，這些硅膠和鋁膠包圍著C3S和C3A礦物影響了水泥早期水化的進行，所以摻沸石粉的混凝土早期強度表現(xiàn)較低，但后期由于水泥中Ca（OH）2濃度逐步的增加，火山灰反應(yīng)增加，有益于水泥中C2S礦物水化的進展，表現(xiàn)為后期強度增加的特性。
根據(jù)上述對試配的混凝土強度結(jié)果分析，結(jié)合泵送混凝土其它性能的測試和成本測算，決定在工程中選用F—1的配合比生產(chǎn)C30泵送混凝土。
4 工程應(yīng)用情況
自2004年5月到2005年4月，已在承德康達水泥廠第一期生產(chǎn)線的工程中使用了該雙摻配合比的C30泵送混凝土55000m3，共36個工程單位，其中生產(chǎn)庫基礎(chǔ)、水泥庫基礎(chǔ)和加料庫基礎(chǔ)等單個混凝土用量都超過5000m3。由于采用的該雙摻技術(shù)有效地解決了大體積混凝土的抗裂問題，現(xiàn)場取樣混凝土28d平均抗壓強度達到38．6MPa，達到設(shè)計強度的128．7%，經(jīng)施工單位核算，每立方米材料費可節(jié)約9．2元，總工程共節(jié)約材料費50余萬元，取得了十分明顯的技術(shù)經(jīng)濟效益。 |
| 原作者： 仲曉林 張曉平 朱澤民 趙中原 |
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