论文部分内容阅读
近年来,随着基础设施建设的迅猛发展,粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料经过多年在水泥与混凝土行业中的利用,逐渐面临紧缺的问题,开发优质廉价新型的矿物掺合料迫在眉睫。本文针对湖北省宜巴高速施工建设沿线缺乏粉煤灰和矿渣粉资源的实际困难,以当地生产的磷渣粉为研究对象,研究了磷渣粉的掺用对桥梁工程大体积混凝土与高强混凝土各种性能的影响规律,以期为磷渣粉混凝土用于桥梁建设提供理论依据和技术支撑。首先,研究了磷渣粉对水泥和混凝土的物理力学性能的影响,研究结果表明:水泥凝结时间与磷渣粉掺量呈线性增长关系,且随磷渣粉比表面积增大逐渐延长;可溶性F- (NaF)在一定程度上促进胶凝材料的凝结,可溶性磷酸盐(NaH2P04)则对胶凝材料的凝结硬化存在缓凝效果;磷渣粉的掺入能改善水泥浆体的流变性能,并降低其流动度经时损失;混凝土的早期强度随磷渣粉掺量的增加而逐渐降低,后期强度大幅提高,随着磷渣粉的比表面积的增大,混凝土的强度有所提高;混凝土的绝热温升随着磷渣粉掺量的增加而下降。其次,以C30大体积混凝土和C50高强混凝土为研究对象,研究了磷渣粉对混凝土耐久性能和长期性能的影响,结果表明:磷渣粉的掺入可以改善混凝土的抗渗性、抗冻性能、抗硫酸盐侵蚀性能;混凝土抗碳化能力随着磷渣粉的的掺量增加有所下降,随着其比表面积的增大稍有增强;混凝土收缩率随磷渣粉掺量的增加而逐渐增大,当磷渣粉比表面积增大时,混凝土的干缩率也相应增大。在磷渣粉、I级粉煤灰和S95级矿渣粉掺量相同时,掺磷渣粉的混凝土性能与S95级矿渣粉的相近,优于掺I级粉煤灰的混凝土。综合考虑,本实验条件下确定配制C50高强混凝土的磷渣粉适宜掺量为20%,比表面积控制在400m2/kg左右,配制C30大体积混凝土时磷渣粉掺量可达40%。最后,通过对各种胶凝体系水化放热性能、化学结合水、XRD、SEM和MIP测试分析表明,随着磷渣粉的掺入,胶凝体系的水化热及水化放热速率降低,在磷渣粉微集料效应、火山灰活性效应等的共同作用下,浆体的Ca(OH)2显著减少,C-S-H增多,孔隙率减小,孔径细化,水泥石与集料的界面结构改善,水化胶凝材料的质量提高,从而提高了混凝土的相关性能。