文献翻译-粉煤灰自密实混凝土的性能和地面粒化高炉矿渣掺合料.docx

《文献翻译-粉煤灰自密实混凝土的性能和地面粒化高炉矿渣掺合料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《文献翻译-粉煤灰自密实混凝土的性能和地面粒化高炉矿渣掺合料.docx（10页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、粉煤灰自密实混凝土的性能和地面粒化高炉矿渣掺合料关键字：粉煤灰粒化高炉矿渣自密实混凝土产品性能摘要：目前，工业副产品，如粉煤灰（FA）,粒化高炉矿渣（矿渣），作为对生产自密实混凝土矿 物掺合料（SCO 已经越来越普遍。在这项研究中，与FASCC, 20%, 30%的矿渣，40%的 制备，新鲜，机械进行了评估，耐久性和SCC的孔隙率。FA的存在下增加，矿渣微粉初始 坍落度和减少坍落度损失率，湿密度的SCC和延怆设置水泥浆体的时候，使用FA,在SCC 矿渣微粉对没有明显的影响能力和稳定的同时，在SCC。随着水泥置换发，在SCC矿渣降 低机械在早期水孔隙度增加性能阶段，的机械性能和SCC的控制，FA

2、水孔隙度的差异，矿 渣煤渣是标志n 一时后养护期。虽然足总，矿渣微粉系列see具有比控制see较高的碳化 深度，但，在SCC利用FA炉更有效抵抗氯离子的迁移和干燥收缩。2015 Elsevier有限公司保留所有权利。1 .引言1980年代后期，自密实混凝土（SCC）是第一在日本引入到建筑行业（Ozawa等1989）。 SCC是一种特殊的高性能混凝土具有优良的流变性能和较高的分离电阻。SCC可以扩散到 长距离下的自己重量，可以将复杂的模板h,拥塞控制一强制的结构，而不需要努力达到区 域内部或外部的振动。此外，SCC可以保持其稳定性可以处理无离析或泌水时铸造。因此, see的使用不仅能降低施工时间

3、和劳动成本，而旦还提供一个更好的工作环境一通过消除 在生产过程中的振动和噪声问题在SCC过程（岗村、藕池，2003； Brouwers和基数，2005）。 这些优点使用SCC, SCC己广泛应用于高层建筑，桥梁，隧道和离岸结构一特征（Ouchi, 2001）o为了提供高流动速度的SCC和避免离析、运输和安放在大出血，的普通波特兰水泥 （OPC）量（450e600公斤/立方米）要求使用在SCC, SCC的总材料成本显著高于传统振 捣混凝土。除了不合算，OPC在SCC的过度使用在环境方面的一些负面影响。生产的OPC 导致显fl斜面量C02的释放，这量约占全球二氧化碳排放量的7%2007,与世界范围

4、内的 OPC的需求增加，本在OPC生产CO2排放可能代表近在不久的将来，总二氧化碳排放量 10% （habert等人。，2011）。此外，OPC的制造工艺也带来了数百万吨的每年这些窑窑灰， 灰尘在蔓延气氛可引起呼吸道疾病和身体健康问题的人huntzinger和eatmon, 2009：杨等 人。，20l4）o另一种解决这些问题就是利用工业副产品作为矿物掺合料在SCC更换OPC。粉煤灰 （FA）,磨细高炉矿渣（矿渣微粉）是两在SCC使用矿物掺合料的常见类型。FA是上等的 煤红电厂煤炭-煤燃烧颗粒残留，矿渣微粉是一种地面玻璃颗粒材料形成时的熔融高炉渣快 速冷却。据悉，每年全世界的生产量了，矿渣微粉

5、450000000 t和530000000吨，每年，FA 和60000000 T 50000000 T矿渣微粉的产生在中国。FA,矿渣微粉掺合料为在SCC使用OPC 部分替代成为越来越常见的土木工程结构。利用FA,对SCC生产矿渣微粉不仅可以降低SCC材料总成本，但也造成相当大的效 益环境（ondova等。另外，2011）,使用FA,在SCC矿渣微粉具有独特的效果对性质的SCC。Control! -FA20 -A-FA30 |-FA40 IControl -GGBFS20 -AGGBFS30二5xxCarbontuon time (day)Carbonation limc( day)(b)图8

6、。在不同掺量FA,矿渣下的SCC的碳化深度的变化。（a） FA系列（b）矿渣微粉系列。3.4.3. 氯离子扩散系数图9表明，FA,矿渣微粉为20%、30%、40%的SCC固化28天后的氯离子扩散 系数为3.61 1012平方米/秒,2.57 1012平方米/秒,4.75 1012平方米/s和3.08 1012平方米/ 秒，2.20 1012平方米/秒，1.42 1012平方米/s。FA,矿渣微粉嵌入SCC的氯化离子扩散系 数比控制SCC低。此外，随着FA,矿渣微粉从0 %至30%递增，SCC的氯离子扩散系数递 减。FA系列SCC中FA含量增加到40%,氯离子扩散系数开始变大，而矿渣微粉系列SC

7、C 在矿渣微粉含量为40%时有最低氯离子扩散系数在所有的矿渣微粉系列SCC。它表明，矿 渣微粉可以有效的防止更多的氯离子从SCC扩散（Tetsuya等人，2008； Roman等人，2010 年）。此外，矿渣煤渣样品比FA的SCC具有较低的氯离子扩散系数。5.EJ.0-E-ogpov ik*7-5G2 :hpControl203040Replacement level of FA( %)（a）（b）图9。在不同掺量FA,矿渣下的SCC的氯离子扩散系数的变化。（a） FA系列（b）矿渣微 粉系列。一些以前的研究己进行调查一门发效果，对SCC性能的矿渣微粉，是发现FA掺入矿 渣微粉提高，流变性能，

8、明显减少模板侧压力应力腐蚀开裂，大大延长的水泥浆体的凝结时 间（Ponikiewski, Golaszewski, 2014；（基姆等，2010；而等。，2009）。FA 的介绍，矿渣微 粉对SCC降低我一的SCC在早期养护龄期的力学性能，然而，在SCC的力学性能可减少 克服28天养护期后（Mucteba和曼苏尔，2011； Beycioglu和Aruntas, 2014）。此外，足总， 矿渣微粉一混合SCC有一个较低的抗碳化性能比纯OPC混合SCC,这种效果更加明显在 FA的替代水平的增加,矿渣微粉（Sulapha等人。，2003）。利用FA,在SCC结果也提高了 干燥收缩,氯离子渗透性和抗

9、硫酸盐侵蚀SCC （Erhan,等 2010； Mucteba等。，2012： Siad 等。，2010）。到目前为止，虽然对FA的影响的一些研究成果，在SCC的性能矿渣微粉己经建立， 然而，这些研究主要注重的是新鲜的的应力腐蚀开裂性能和力学性能。仍有在某些特定的现 有hC性质的SCC问题FA,矿渣微粉。例如，在FA的影响的少数几个研究热点，在SCC 的氯离子渗透的结果，特别是使用法，在一个较低的替代水平矿渣微粉（小于50%）。在一 关于FA的效应的形成，对孔隙水的矿渣微粉SCC是很有限的。因此，更多的研究需要进 行在这些方面。在这项研究中，SCC的混合物的总的粘合剂材料的内容一我们保持在46

10、0 kg/m3, FA, 矿渣微粉掺合料更换OPC在SCC在20%, 30%, 40%的水平，水胶料比为（）.35。SCC的新 特性，包括初始坍落度坍落度损失，阻塞比，分离比，湿密度，凝结时间水泥浆，进行测试。 抗压强度，抗拉强度劈裂强度和静态弹性模量的SCC测量。此外，水的孔隙度，碳化深度, 氯离子扩散系数充分干燥SCC收缩进行了评价。2.方法2.1. 材料2.1.1冰泥在这项研究中，普通波特兰水泥（OPC）获得从中国水泥厂。化学成分测定根据BS EN 197 （2000）和OPC的物理性质表1给出了。2.1.2. 矿物掺合料在本研究中矿物粉是用作开发外加剂。化学和物理性能的组合物是FA,矿

11、渣表I中给 出的。表IOPC和FA,矿渣微粉的化学成分和物理性能。化学组成（%）水泥(OPC)粉煤灰（FA）地面颗粒状鼓风炉炉渣（矿渣微粉）CaO56.0/33.165.312.73MgO1.755.219.430.260.450.35KO-0.83T1.34030S031.780.681.42Lossomgmtion2.973.901.20Physical propertiesSpedficgravity (g/cma)3.012.312.91Blaine fineness (cm?/g)352039604500缩写：Na2Oeq = Na2O+ 0.658 K2O。2.1.3. 效减水剂聚

12、薮酸系（PCA）具有长侧链的梳型聚合物用SP。2.1.4, 骨料河砂（5mni）和天然碎石连续级配（5e25毫米）被用作细骨料和粗骨料。粒径分布 和细集料和粗集料的物理性质在出表2中给出。表2细骨料和粗骨料的粒径分布和物理性质。Sieve size (mm)Cumulative pass amount (%)fine aggregateCoarse aggregate251002075.761542.3105.2651000.64.7595.42.3682.81.1872.20.652.203310.153.2Fineness modulus2.46Pliysical propertiesDe

13、nsity-OD (kg/m3)eq25801635Density-SSD (kg/in3)26201680Water absorption (%)0.801.2缩写：OD密度在绝对干燥的情况下，SSD在饱和密度表面干燥条件。2.2. 混合比在这项研究中，共使用了七个SCC的混合物，包括一个控制SCC混合物和六个SCC 的混合物与FA,矿渣微粉的20%, 30%, 40%。SCC混合物的制备与固定粘合剂物质含量 460kg / m3.水胶比（W / B）比为0.35。总料量保持在1780kg/ m3.权衡细骨料骨料是总做0.39。 对自密实混凝七配合比详见表3。表3SCC的混合比例MixBin

14、der materials (kg/m3) FineCoarse aggregate (kg/m3)The dosage WaterOPCFAGGBFS 警催淀(kg/m3)of PCA SP (%)(kg/in3)Control46000693.811085.20.24161FA seriesFA20368920693.811085.20.24161FA303221380693.811085.20.24161FA402761840693.811085.20.24161GGBFS seriesGGBFS20368092693.811085.20.24161GGBFS303220138693.8

15、11085.20.24161GGBFS402760184693.811085.20.241612.3样品的制备和固化条件第一，OPC和FA,矿渣与细骨料和粗骨料预混1 min。然后，将水与全量溶解的PCASP 加入和混合5mino在浇注前，一品种试验测定了新鲜的性质的SCCo最后，SCC标木铸23C 24h治愈根据GOST 1()180 (1990)。1天之后，SCC标本从模具中取出并转移到一个湿度的 房间20C温度与相对湿度905%直到使用年限测试。2.4. 试验方法2.4.1. 新性质2.4.1.1. 和易性。表示的是SCC的工作性初始坍落度根据标准12350部分2 (2000), 该初始

16、坍落度值新拌SCC为代表的平均直径的SCC提升标准坍落度筒后。测得的是现在保存的SCC坍落度，坍落度变化所经过的时间，SCC坍落度。价值的综 合对SCC 30,60,90, 120min后的第一次测试。2.4.1.2. L盒。在L-盒是按照标准进行的FNARC。在试验中，新鲜的SCC在从垂直到 水平段是在这个陷阱门允许释放到的段。SCC在水平井段的端部的高度是相对于剩余的SCC 在垂直截面的高度。2.4.1.3. 分离比。GTM屏幕稳定性试验方法FNARC标准(2002)被用来评估新拌SCC 的抗离析。该方法包括以I0L的SCC, SCC中允许15min斗站。然后，SCC的混合物的一 半倒到直

17、径350mm的5mm筛。2min后，砂浆的经过筛的质量进行了测试和表示为原始样 品的重量百分比在筛。241.4. 湿密度。确定使用的是新鲜的SCC的湿密度BS EN 12350部分6 (2000)试验 方法。首先，制备三型100毫米的立方体。然后，新鲜的SCC混合物充模，新鲜剩余SCC 从模具上移除。最后，与它的内容模具的重量被记录。根据公式计算湿密度的新拌SCC(1):其中：M是新鲜的SCC的湿密度，单位是公斤/立方米。M2是完全充满SCC模具的重 量，单位是公斤。Ml空模的重量，单位是公斤。V是模具的体积，单位是立方米。2.4.1.5.水泥浆体的凝结时间。水泥浆体的凝结时间根据标准196部

18、分3测试(2005)。2.4.2. 机械性能2.4.2.1. 抗压强度强度。3个SCC标本方法制备的立方体抗压强度：强度试验；进行你 在 3、7、28、90 天，根据 BS EN 12390 第 3 部分(2000 年)。242.2. 劈裂抗拉强度。根据在BS EN 12390部分6 (2000b)中所描述的方法在3,7,28, 90天的固化期间确定了三个(pl()()亳米X200毫米A样品的自密实混凝土劈裂抗拉强度。242.3. 静态弹性模量。SCC的静态弹性模量使用ASTM C469-02测定(2002)的试验 方法对在治疗周期为28, 90天的三个中100毫米X200毫米圆柱试样进行试验

19、。所有SCC 样本的静态弹性模数试验进行相同的初始加载。加载和卸载的初始周期至少重复两次。在静 态弹性模量的测试是通过加载最大应力等于最大分抗压强度来进行。2.4.3 .孑L隙水根据真空进行水孔隙度测试饱和法(Khanetalo, 2000),三缸(p50mmX lOOnini的样品 在温度为20C和相对湿度90 + 5%的房间湿度固化，水孔隙试验是在固化期间为3,7,28,90 天时进行。在预定一天，切割气缸样品将制备样品分成两半，切402毫米的厚片，(p50mm X40mm圆柱样品经过高温干燥1005C至恒重。然后，将样品放置在Ibar的干燥器中3 小时后，真空压力条件下，引入脱气水淹没样

20、品和进一步维护3小时。最后，把压力被释放 到大气水平的SCC标本放在实验室里过夜，确保完全饱和。水孔隙样品可以用式(2)。(2)其中：P是水的孔隙度(%): Wsat是一个样品在空气中额定的重量，单位公斤：Wdry 是样品在10()土 5C时的烘干重量，单位公斤；Wwat是样品在水饱和时的重量，单位公斤。2.4.4. 耐久特性2.4.4.1. 加速碳化。根据GBJ 82-85标准(1985)将三个固化了 26天的100mmX 100mm X 300mm的SCC棱柱体试样，60C条件下干燥48h。在那之后，SCC样本被放置在加速碳 化室与CO2浓度=20 + 3%, RH=70 5%, T=20

21、3C。将SCC样本的被加热的半面用蜡 密封，另一面暴露于碳化。加速碳化试验在曝光时间为3,7,14,28天的时候进行。2.4A.2.氯离了快速迁移(RCM)。-:缸q100mmX2(X)mm的的SCC是用于样品快速氯离子迁移测试(SPC),根据NT Build 492 (1999年)。在前面的样品进行测试中受了 21天的影响的SCC。样品的制备方法为在样 品第一次进入气缸通过切割成两半的502亳米厚的片。在这之后将502亳米厚的薄片样 本浸入水中，养护7天。在测试的样品测量的一天，是通过提出了一种在30 V的电压为24 h和48h的SCC样品切片，用0.1 N硝酸银是分裂和喷涂。平均渗透氯离子

22、是获得的深度。 在公式(3)是用计算氯离子扩散的有效系数(Drcmc)。n9 27?Drcm.0 = x 10 (a = 3.338 x 10一3、届其中：DRCM0是SCC的氯离子扩散系数，单位是m2/s； T为初始和最后的温度平均 值分析师解，单位是K： H在M的试样的厚度，单位是m； Xd氯离子的平均穿透深度，单 位是m； T是测试持续时间，单位是s； a个是法拉第常数。244.3. 干燥收缩。按ASTM CI57 (1997)的标准方法进行干燥收缩试验测应力腐蚀开裂。第一，将三个 70亳米X70毫米X285亳米的棱镜样品在实验室固化24小时，记录试样的初始长度。然后， 将样品暴露于温度

23、20C25C,相对湿度50-55%的干燥室内直到1,4,7,28,56,90, 112天进 一步测量。每次测量前进行，取出标本从干燥室的长度和每个样品15分钟后实测，SCC样 品交付回放在随后的干燥室中干燥。3.结果与讨论3.1. FA,矿渣微粉替代新鲜的SCC对性能水平的影响。3.1.1. 初始坍落度和坍落度损失率图1表明，在一个给定的W/B比率为0.35, FA, SCC与矿渣的初始坍落度值为20%, 30%, 40%是724亳米，746毫米，759亳米和716毫米，730亳米，745毫米，在控制SCC 的比较增加 4.17%, 7.34%, 9.21%和 3.02%, 5.04%, 7.

24、19%。在 FA 的存在下，在 SCC,渣 微粉改进的初始坍落度的SCC。这可能是由于这样的事实，FA,球形形状的矿渣微粉代替 OPC增加焊膏量，它减少了摩擦在细骨料接口 (Islam and Sudip, 2008)0此外，在一个给 定的更替水平，FA系列SCC比矿渣微粉系列SCC有较高的初始坍落度。从图2可以看出，FA,矿渣取代0%的OPC,在20%的SCC中，SCC的控制坍落度值， FA,矿渣微粉混合SCC在最初的时候从695毫米,724亳米,716n】m,2h后为416nim,549nim,510mm。在更替水平，进一步增加了 30%, 4()%FA,矿渣微粉混合SCC有为20.11%

25、, 16.47% 和24.66%, 21.07%的低坍落度损失率。结果表明，FA,矿渣微粉掺合料被用来在一个较高 的比例更换OPC, SCC的坍落度损失率可以降低到一个较低的值。此外，本制备的样品的 FASCC坍落度损失率均低于那些矿渣微粉。800-J750-700-650-| 600- T S50- 言 500 -400-350-300-306090120Elapsed time (min)pe of mineral admixtures(a)(b)图3：设置在水泥中掺不同量的FA,矿渣微粉。(a)初凝时间终凝时间(b)。3.2. FA,矿渣微粉的替代量对SCC的力学性能的影响。3.2.1,

26、 抗压强度发展图4给出了控制自密实混凝土抗压强度，FA,矿渣微粉系列的SCC在46.2-26.8兆帕, 60.9-44.6 MPA, MPA MPA 和 68.3-56.3MPa, 77.6-73.6MPa, 46.2-28.4 MPA, 60.9-45.4MPa, 68.3-58.7MPa, 77.6-75.8 MPa的范围，固化时间为3, 7, 28, 90天。固化期间，所有SCC 混合物都表现出抗压强度增加的变化，FA,矿渣微粉混合SCC比SCC有一个较低的压缩强 度。此外，在增加更换的FA,矿渣微粉的量，结果导致SCC的抗压强度减少。在3天的养 护期，FA,矿渣为 20%, 30%,

27、40%的 SCC 的抗压强度，降低 14.07%, 28.35%, 41.99%, 13.10%, 20.35%, 38.53%,在为了控制SCC的比较。随着固化的增加期间,在自密实混凝土抗压强度的降低通过延长固化时间克服。在养护期90天，可以发现在FA,矿为20%, 30%, 40%的SCC样品制备的抗压强度减少1.55%, 3.61%, 5.15%, 0.64%, 1.55%, 2.32%。这可 能是由于这样的事实，在早龄期，FA,矿渣微粉具有低的火山灰反应活动，在以后的养护 期，氢氧化钙（CH）从最初的水泥水化产生反应的发，矿渣微粉生产二水合（Vanyo等人。, 1996）。此外，含有矿

28、渣微粉的SCC样本比FA系列的SCC有较高的抗压强度在固化期间为 3, 7, 28, 90天的时间里。-s) MlJIEvsvfnaJMECuring time （dtys）Curing lime（a）（b）图4. SCC的强度和抗压强度在不同的FA,矿渣的置换水平下的发展。（a） FA系列（b）矿 渣微粉系列。3.2.2. 劈拉强度图5表明，控制SCC, FA,的SCC系列在固化3,7,28,90天的时期里对自密实混凝土 劈裂抗拉强度增长。FA,矿渣微粉的更替水平的增加导致SCC的劈裂抗拉强度降低。FA, 矿渣微粉为20%, 30%, 40%的混合SCC在第3天的劈裂抗拉强度的为2.26兆帕

29、，2.04兆 帕，1.42兆帕2.28兆帕,2.16兆帕,1.54兆帕，相比于对照SCC降低了 12.40%, 20.93%, 44.96% 11.63%, 16.28%, 40.31%。FA,矿渣微粉的替代量的增加对自密实混凝土劈裂抗拉 强度减小的趋势也可以在7, 28天龄期发现。在90龄期天控制的劈裂抗拉强度的差异SCC, FA,矿渣煤渣样品标志斜而。同时，矿渣的自密实混凝土劈裂强度的贡献比FA更高。?二 $V-2C-（a）（b）图5。在不同掺量FA,矿渣下的SCC的劈裂抗拉强度的变化。（a） FA系列（b）矿渣微粉 系列。3.2.3. 静态弹性模量的变化图6说明了在固化期28, 90天里

30、FA,矿渣微粉混合SCC的静态弹性模量均低于对照 SCC,掺入的FA,矿渣微粉越多的SCC,静态弹性模量越低。此外，静态弹性模量抗压强度 对FA,矿渣微粉的变化的影响是不太敏感的，。在同一治疗期和变化量，矿渣微粉系列SCC 比FA系列SCC有较高的静态弹性模量。6 s 4 3 1 o2 2 2 2 2 2 2w.?.wwpla.was(a)(b)图6。在28 口，90天不同掺量的FA ,矿渣的SCC的静态弹性模量的变化。(a) FA系列 (b)矿渣微粉系列。3.3. FA,矿渣微粉的变化量对SCC水孔隙率的影响。可以从图7使用FA,矿渣微粉在SCC具比控制SCC有更高的孔隙水。同时，正如预 期

31、的那样，随着固化时间的增加SCC的水孔隙率降低。然而，在不同的治疗期间，与FA , 矿渣微粉的SCC水孔隙度有不同的还原率。在7天龄期，20%, 30%, 40%FA,矿渣微粉 混合 SCC 有较高的水孔隙率(14.17%, 14.53%, 14.72%, 13.94%, 14.37%, 14.53%)比控 制SCC (13.54%)高。在90天的养护期后，FA,矿渣微粉的SCC仰以好控制SCC制备的 相等的水孔隙率。比较图(a)和(b),发现矿渣微粉系列SCC比FA系列SCC似乎是更有 效的降低孔隙水。 4VW&.S5ontrol FA20 EZSFA30(a)(b)图7。在不同掺量FA,矿渣下的SCC的水孔隙率的变化。(a) FA系列(b)矿渣微粉系列。341.1. 碳化深度图8显示所有SCC混合物的碳化深度在加速初期迅速增加。作为在硬化SCC进行碳化, 碳化速率降低。此外，在相同的测试年龄，由于-FA,矿渣微粉的存在，SCC的碳化深度增 强。是因为SCC的CH含量和孔隙度是控制碳化深度关键因素，使用FA,矿渣微粉降低 CH含量增加SCC硬化后的孔隙率(Cengiz SCC, 2004；帕拉等人。，2003)。在此外，FA 系列自密实混凝土碳化深度时与矿渣微粉系列SCC相比，发现在相同的替代水平下矿渣煤 渣样品比FA的SCC具有较低的碳化深度。