浅谈硅灰混凝土强度性能研究

浅谈硅灰混凝土强度性能研究

张大威石燕平

中建八局轨道交通建设有限公司北京100035

摘要：以实际工程理论为背景，结合当下工程实际情况。在混凝土中单掺硅灰10%，然后再加入引气剂来检验掺入外加剂后是否有利于改善混凝土自身的强度。

本试验通过对比法研究了在保持掺加硅灰10%的前提下，在各试验对比组中分别加入引气剂，从而得出混凝土的强度这方面的变化规律。首先要使用P.O.42.5水泥进行试验，然后对混凝土的工作性能、28天抗压强度进行测试和分析。其次通过分析掺合料的配合比以及引气剂加入与否对混凝土28天龄期的抗压强度以及工作性能的影响，最后总结出引气剂以及掺合料的最佳掺配比例。试验结果表明：在其他变量不变的情况下，硅灰的加入会提高混凝土的强度；同理，在加入引气剂后，混凝土的28天抗压强度均出现下降。

关键词：强度；硅灰；引气剂

1引言

1.1课题提出的背景及研究的意义

随着社会生产力疯狂式的发展和人口的激增，地球所承受的环境负担急剧增加。其中，资源枯竭和环境破坏是影响人类生存最具威胁的一个热点。早在1992年的里约热内卢世界环境大会上，就提出了要以绿色发展为核心来发展人类事业的口号。随着人们意识不断增强，绿色实践在实际应用中得以实施。“绿色发展”，主要包括以下两个方面：

1）严禁污染环境，加强环境保护力度。

2）节省能源和资源，解决环境突出问题。

硅灰可用作节能的绿色资源，与自身工作的高效性密不可分，所以，如何有效而充分地利用硅灰的优良性能一直以来受到了多个国家的追捧。人们也因此对它给予了更多的期望。

1.2主要研究内容

1.2.1原材料、矿料级配以及配合比设计的选择

①对原材料性能进行试验研究和验证，为后续试验提供参考数据。同时，硅灰、水泥以及相关集料试验按照对应的试验规程进行。

由于硅灰性能试验暂时没有明确的试验规程提供参考，本文通过参考文献：资料拟进行硅灰混凝土抗压性试验。

②矿料级配类型的选择

目前我国实际工程运用比较多的是硅灰混凝土混合料级配类型，论文选用硅灰替代水泥1：3，1：4和1：5三种进行试验研究对比。

1.2.2硅灰混凝土性能试验

对三种级配中硅灰混合料进行拌和与制件。并按相关《规程》进行抗压性试验，通过试验结果对比不同级配型硅灰混凝土的强度。

2原材料及配合比

2.1原材料选择

生活中常用的混凝土主要由碎石、砂子、水、水泥、外加剂（如消泡剂、减水剂、引气剂等）以及外掺物（硅灰等）组成。此次试验中，试验所采用的水泥规格为山西大同冀东水泥有限公司P.0.42.5级；减水剂：河北圣通建材有限公司ST-02A聚羧酸高性能减水剂（标准型）；水：饮用水；引气剂：河北圣通建材有限公司；硅灰：西安霖源微硅粉有限公司；粗集料：河北宣化鹏盛石料厂，4.75-9.5㎜碎石占30％，9.5-19㎜碎石占70％，组成连续级配碎石；细集料：张家口左卫镇润翔砂场的中砂，细度模量为2.66；。本试验选用了硅灰替代水泥1：3，1：4和1：5三种典型级配试验组来进行对比分析。而且，为了检验在硅灰掺入量不变的条件下，加入引气剂后对混凝土性能的影响，还特此进行了引气剂的对比试验。

2.2配合比设计

为了研究不同掺和料加入引气剂后对混凝土强度性能的影响作用，试验中以单掺硅灰10%作为一组基础标准混凝土，其余各组的配合比以及工作性能见如下所述：

2.2.1试验配合比设计的要求

制作混凝土的配合比，一般指的是混凝土拌合物中各具体组成材料重量比例的一种表现。混凝土配合比设计往往首先需要满足使用环境中的耐久性所要求的强度等级，再次还需考虑到合理降低成本。

表2-8配合比设计

3试验方案

本章主要对试验方案进行比选，然后对相应的试验做出介绍。在试验介绍上，主要会涉及到硅灰的性能试验，如硅灰对混凝土强度方面的影响。

3.1混凝土抗压试验

混凝土强度试验是以执行普通混凝土试验规程为准则。试验仪器使用TYA-2000型电液式压力机，选用100mm×100mm×100mm立方体试件进行试验。在达到测试时段时，将固化的混凝土样品从保温箱和维护池中取出以进行测试。擦拭试样表面，用湿布盖住试样，避免试样发生破裂。然后将试样放在试验机的下板上，而且应该确保试样的压力面竖直垂直于试样的上表面。测试件的中心应该与测试仪的下台板的中心对齐。当上台板靠近测试件时，启动测试仪并调整球座以平衡触点。混凝土试件的试验应连续均匀地进行。当凝固强度水平低于C30时，填充率为每秒0.3至0.5MPa。当凝结强度水平处于C30与C60之间时，按照规范需要将加载的速度保持在0.5到0.8MPa/秒之间。随着压力和速度的不断增加，当试样接近于破坏时，停止操作的同时并对试验机油门进行调整，直至试样完全被破裂。最后，记录破坏荷载。

3.2试验分析

本试验研究的是水胶比在0.40，硅灰掺量在10％下的混凝土所表现出来的相关物理力学性能。

3.3试验结论

通过数据可得，混凝土的强度可与如下几种因素有关：①是否添加硅灰：相比较基准数据而言，在控制其他条件不变的情况下，加入硅灰后，混凝土的强度会出现增大现象；②是否添加引气剂：同理，加入引气剂后，混凝土的强度都有所下降。

4结论

综合试验结果来看，硅灰对混凝土的影响因素以及具体表现出来的规律如下所述。首先，在强度方面，随着硅灰所掺入量的增加，混凝土所表现出来的强度也会随之产生增大的现象。但是，在保证硅灰掺入量一定的情况下，加入引气剂后，混凝土的强度出现了较弱的趋势，即引气剂会抑制混泥土的性能。虽然这次试验总体上进程以及结果基本达到预期的指标，但是在试验研究的过程中，仍然也发现了一些有待于继续改进的地方，阐述如下：

1）本文对比研究的是在硅灰掺入10%前提下的不同比例替代水泥的强度，为了使研究结果更具说服力。因此可以进一步研究在掺入硅灰不同百分比以及更多不同替代水泥比例时的状况下对混凝土的影响，以对硅灰混凝土的耐久性有更深意义的了解。

2）本文只对硅灰混凝土的强度，但是在实际工程的混凝土应用中，混凝土的耐久性也很重要，所以在研究的深度及广度上有待进一步深入研究。

总之，任何试验都需要一步步的揣摩、研究，发现问题并解决问题。这样才能更好地培养我们的探索精神，也许这才是我们更需要去学习的精髓所在。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准.普通混凝土配合比设计规程（JTJ55-2011）.北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]中华人民共和国国家标准.普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准（GB／T50082一2009）．北京：中国建材工业出版社，2009.