新型矿渣水泥的强度发展特性

1、收稿日期2000-11-21新型矿渣水泥的强度发展特性张树青1,杨全兵1,吴学礼1,王彩英2,蔡机敏2(11同济大学材料科学与工程学院,上海200433;21上海宝田新型建材有限公司,上海200000摘要试验表明,采用分磨技术生产的新型矿渣水泥的强度与龄期的对数呈线性关系;分析了矿渣细度、掺量对新型矿渣水泥不同龄期强度发展系数的影响;得出了不同矿渣细度和掺量所配新型矿渣水泥的强度发展系数。关键词新型矿渣水泥;细度;掺量;强度发展系数中图分类号TQ172171+7文献标识码A 文章编号1002-3550(200104-0042-04采用分磨技术生产的新型矿渣水泥,由于矿渣和熟料分别粉磨,水泥中矿

2、粉细度要比传统混合粉磨生产的矿渣水泥中矿粉细得多,因而该品种水泥可以更好地发挥矿渣的活性,更多地利用矿渣,经济效益明显。为区别于传统的矿渣水泥,我们把采用分磨技术配制的矿渣水泥称之为新型矿渣水泥,又叫绿色水泥1。在分磨的情况下,矿渣细度与掺量可灵活变化,并进行多种比例的配合。其水泥强度也在一定范围内变动。当矿渣细度为221667m 2/kg ,矿渣掺量为3070%,其配制的矿渣水泥28天强度可达到3566MPa 。本文主要介绍通过系统试验得到的各种新型矿渣水泥的强度发展系数,因为这些结果不仅可以帮助我们了解这些水泥的强度随龄期变化的大致规律,而且对于认识掺用各种矿粉的混凝土的强度与龄期的关系也

3、有一定的参考价值。1试验方法111原材料(1矿渣试验所用矿粉均为采用上海某钢铁厂高炉水淬矿渣经实验室小磨加工生产的矿渣粉。矿渣的化学组成见表1,质量系数约为210。表1原材料的化学组成LossSiO 2Al 2O 3Fe 2O 3CaO MgO SO 3f 2CaOKHNPC 3SC 2SC 3AC 4AF矿渣31108014321146611331666511811450171(2熟料试验中采用了京阳水泥厂熟料加工为基准水泥。熟料的化学成分见表1,熟料强度R3=3112MPa ,R28=5913MPa 。(3石膏本次试验所用石膏均为山东枣庄二水石膏,等级为二级,SO 3含量为3815%。11

4、2试验方法(1比面积采用DB T 2127型勃氏透气比表面积仪。(2水泥强度按G B177285水泥胶砂强度检验方法进行。2试验结果与讨论211试验结果我们采用比表面积为349m 2/kg 的京阳纯熟料水泥与细度分别为221m 2/kg 、285m 2/kg 、353m 2/kg 、467m 2/kg 、576m 2/kg 、667m 2/kg 的矿粉(含石膏按矿粉掺量分别为30%、40%、50%、60%、70%的比例配制各种矿渣水泥,测定了其在标养条件下不同龄期的水泥胶砂强度,计算了不同细度不同配比的新型矿渣水泥在不同龄期的强度发展系数Rc 值。Rc 为该龄期的实测强度与28天龄期强度的比值

5、,即Rcn 2Rn/R28(n 为龄期。不同龄期的Rc 值分别列于表2(a 、2(b 、2(c 。212讨论21211新型矿渣水泥抗压强度与龄期的关系图1(a 、图1(b 为由不同细度矿渣与以不同掺量配制的30组新型矿渣水泥抗压强度和抗折强度与龄期的关系,横坐标为时间t 的对数值。由图可见,随着矿粉细度和矿粉掺量的不同,所配矿渣水泥3、7、90天强度虽然在一定范围内波动,但对30组数据进行单一242001年第4期(总第138期Number 4in 2001(Total No.138混凝土Concrete全国建筑科学核心期刊China Building Science Core Periodic

6、al 表2(a不同矿渣水泥3天的强度发展系数(R c 3矿粉细度掺量(%221m 2/kg抗折(%抗压(%285m 2/kg抗折(%抗压(%353m 2/kg抗折(%抗压(%467m 2/kg抗折(%抗压(%576m 2/kg抗折(%抗压(%667m 2/kg抗折(%抗压(%平均抗折(%抗压0.510.370.510.390.550.380.620.420.680.490.740.54/表2(b不同矿渣水泥7天的强度发展系数(R c 7矿粉细度掺量(%221m 2/kg抗折(%抗压(%285m 2/kg抗折(%抗压(%抗压(%467m 2/kg抗折(%抗压(%576m 2/kg抗折(%抗压(%

7、667m 2/kg抗折(%抗压(%平均抗折(%抗压0.690.600.710.590.740.630.810.660.830.750.920.77/表2(c不同矿渣水泥90天的强度发展系数(R c 90矿粉细度掺量(%221m 2/kg抗折(%抗压(%285m 2/kg抗折(%抗压(%353m 2/kg抗折(%抗压(%467m 2/kg抗折(%抗压(%576m 2/kg抗折(%抗压(%667m 2/kg抗折(%抗压(%平均抗折(%抗压(%30 1.1.141.251.111.231.061.211.011.140.971.120.991.08/ 图1(a 新型矿渣水泥抗压强度与龄期的关系图1(

8、b 新型矿渣水泥抗折压强度与龄期关系的线性相关分析可以发现,任一配比的新型矿渣水泥强度与龄期的对数线性相关性均较好(线性相关系数最大为110,最小为0195,只是直线斜率不同。对所有30组数据进行统计分析,强度平均值与龄期对数值34之间相关系数抗压达0199,抗折达0197。它表明,新型矿渣水泥的强度发展与其它水泥基材料的强度发展大体上遵循相同的规律,即无论是抗压强度还是抗折强度与龄期的对数都呈线性关系。21212矿粉细度对所配水泥强度发展系数的影响图2为不同细度矿粉配制的各种矿渣水泥的强度发展系数平均值,由表2及图2可以看出:新型矿渣水泥抗折、抗压强度发展系数随矿粉细度变化的趋势一致;当矿粉

9、细度由221m2/kg提高到667m2/kg,所配矿渣水泥3天、7天抗折、抗压强度发展系数Rc3、Rc7均逐渐增加,而90天强度发展系数Rc90却逐渐下降。矿粉比表面积S b>467m2/kg时强度发展系数随矿粉细度变化的幅度更大。换言之,矿粉细度越大,所配制水泥的早期强度较高,但后期强度发展减缓。值得注意的是, 90天抗压强度发展系数虽然矿粉随细度下降,但矿粉比表面积为667m2/kg时,其系数平均值仍大于110;而抗折强度发展系数在矿粉细度S b>467m2/kg时有<1的现象,即90天抗折强度出现倒缩。这似乎说明高细度矿粉在后期易出现微裂缝,但其原因尚待研究。21213

10、矿粉掺量对所配水泥强度发展系数的影响图3为不同矿渣掺量配制的矿渣水泥的强度发展系数平均值,由表2及图3可以看出:在矿粉掺量为30%70%范围内,新型矿渣水泥3、7天抗折、抗压强度发展系数Rc3、Rc7随矿粉掺量变化的趋势一致,即随着矿粉掺量的增加,强度发展系数逐渐下降;而90天强度发展系数,抗折与抗压趋势略有不同,90天抗折强度发展系数随着矿粉掺量的增加,强度发展系数大致相同略有下降;90天抗压强度发展系数却随之略有增加。同时由图3可以看出,在矿粉掺量<50%时,早期(3、7天强度发展系数的下降幅度更大。21214对照矿粉的细度和掺量二项参数对所配矿渣水泥抗压、抗折强度发展系数的影响(见

11、表3,可以看出矿粉细度变化引起抗压系数波动幅度达0117左右,抗折系数3、7天波动幅度达0123,90天为0115左右;而矿粉掺量影响的波动幅度抗压系数仅为0108左右,抗折系数3、7、90天分别仅为0112、0107、0104。由此可见,细度的影响显然比掺量的影响更重要 。图2不同矿粉细度的水泥平均强度发展系数(Rc图3不同矿粉掺量的水泥平均强度发展系数(Rc表3不同矿渣水泥的平均强度发展系数(R cRcn均值抗折抗压矿粉细度影响(221667m2/kg抗折抗压矿粉细度影响(3070%抗折抗压(5在矿粉细度为221666m2/kg、矿粉掺量为30 70%范围内,各种矿渣水泥3天、7天、90天

12、的强度发展系数Rc平均值抗压分别为0143、0167和1117;抗折分别为0160、0178和1105。该值与经优化的新型高掺量525#矿渣水泥的强度发展系数相近,其矿渣细度为400450m2/kg,掺量约为4550%2。3结论(1新型矿渣水泥的抗压强度和抗折强度与龄期的对数呈线性关系。44(2各种新型矿渣水泥标养条件下3天、7天、90天的强度发展系数平均值,抗压分别为0143、0167和1117;抗折分别为0160、0178和1105。(3矿粉细度提高,3、7天强度发展系数值随之增大,90天强度发展系数随之减小,矿粉比表面积S b> 467m2/kg时更为明显。(4矿粉掺量提高,3、7

13、天强度发展系数值随之下降,90天抗压强度发展系数值随之略有增大,抗折强度发展系数略有下降,掺量<50%时较为明显。(5矿粉的细度和掺量二项参数对新型矿渣水泥强度发展系数的影响以矿粉细度的影响更为重要。参考文献1黄士元,喇华璞.绿色水泥和混凝土,水泥.1998(1:p1.2张树青,吴学礼,等.新型早强低热高掺量#525矿渣水泥中试生产及经济分析,水泥工程,1999(5:P35.作者简介张树青(1968-,男,硕士,讲师,水泥混凝土专业。单位地址上海市武东路100号同济大学材料学院(200433联系电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中国土木工程学会混凝土质量委员会2001年年会在海口市召开中国土木工程学会混凝土质量委员会、混凝土工程裂缝控制与混凝土新技术交流会2001年年会于3月24日至29日在海南省海口市召开。这次会议的主要内容是:(1学术交流;结合实际工程交流研讨混凝土工程结构裂缝控制与修补;高强、高性能混凝土的研究与工程应用技术;纤维混凝土、水下分散混凝土、预拌混凝土等新材料新工艺技术;讨论“改善混凝土结构裂缝状况的若干建议(指南”。(2学会成员年度工作会议并讨论有关换届问题。3月24日上午由中国建筑科学研究院教授级高级工程师韩素芳主持会议,宣布开会,介绍会议的准备工作,会议日程及要求等。中国建筑科学研究院教授级高级工程师李承刚也在会上就如何开好这次会议作了讲话。大会开始学术交流,首先由清华大学土木工程系教授、博士生导师覃维祖发表论文,题目是混凝土的收缩、开裂及其评价方法,接着继续发表论文。3月25日上午继续进行学术交流。下午韩素芳在会上介绍有关新标准的执行,王铁梦教授介绍有关工