绿色混凝土的水化硬化特征研究

绿色混凝土的水化硬化特征研究 ２０１１年第７期Ｉ总第２６１期） 混凝 ＣｏｎｃｒＩ；ｔｃ 土 预拌混凝土 ＲＥＡＤＹＭＩＸＥＤＣＯＮＣＲＥＴＥ Ｎ岫ｂｅｒ ７ｉｎ２０１ｌ（ＴｏｔａｌＮｏ．２６１） ｄｏｉ：１０．３９６９氇ｉｓｓｎ．１００２－３５５０．２０１１．０７．０３６ 绿色混凝土的水化硬化特征研究 张遵海１。孙文标ｚ。田坤云２ （１．郑州煤电股份有限公司告成煤矿，河南登封４５２４７７；２．河南工程学院安全工程系，河南郑州４５１１９１） 摘要：配制了矿渣和粉煤灰含量为７０％左右的绿色水泥，并用绿色水泥制备了绿色混凝土。用标准混凝土试验方法研究了绿色混凝土的抗压强度和抗折强度；用扫面电镜观察了绿色混凝土中的界面过渡区。结果明：绿色混凝土的抗压强度和抗折强度均高于普通混凝土；绿色混凝土中的界面过渡区结构更加致密。界面过渡区结构更加致密是绿色混凝土强度高于普通混凝土的重要原因。关键词：绿色水泥；绿色混凝土；强度；界面过渡区中图分类号：Ｔｕ５２８．Ｏｌ 文献标志码：Ａ 文章编号： １００２—３５５０（２０１１）０７一０１０７一０２ Ｒｅｓａｅｒｃｈ ｏｎ ｈｙｄｒａｔｉｏｎａｎｄｈａｒｄｅｎｅｓｓｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｇｒｅｅｎ ｃｏｎｃｎ咖 刁玉啪ｚｌｍ击面１，ＳＵＮＷ白＿６ｊａ０２，丁Ｅ４ＮＫ咖＿ｙｕｎ２ ａｎｄＥｌｅｃ仃ｉｃＣｏ．，Ｉ朋．，Ｄｃｎｇ缸９４５２４７７。Ｃｈｉｍ； ２．ＤｅｐａｍｎｃＩｌｔｏｆＳ疵ｔｙＥｎｇｉｌ】ｅ甜ｎｇ，Ｈｅｎ蚰ＩｎｓｔｉｔＩｌｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏ∥，ＺｈｃＩｌｇ吐ｏｕ４５１１９ｌ，Ｃｈｉｎａ） （１．ＧａｏｃｈｅｎｇＣｏａｌＭｉｎｅ，Ｚｈｅｎｇ动ｏｕＣｏａｌ 舳吼ｒａｃｔ：Ｇｆｅｅｎｃｃｍ明ｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｔｈａｔｃｏｎｔａｊｎｅｄ７０ ｗ舔ｍａｄｅ．Ｃｏｍｐｒ船ｓｉｖｅ ｇｒｅｅＩｌｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｍ蛐ｇ咖锄ｄ ｇｒｅ胁ｃ咖ｅｎｔｕｓｅｄ舔ｃｅｒｎｅＩｌｔｉｔｉｏＩｌｓｍａｔｅｒｉａｌ，ｇｒｅ印 ｂ锄ｄｉｎｇｓ栅ｌｇ￡ｈＯｆｔｈｅ孕Ｐｅｎｃｏｎｃｆｅｔｅｗ豁ｔｅｓ剐ｗｉｔｈｓｔａｌｌｄａｒｄｗａｙｓ．Ｔｈｅｉｎｔｅ嘞ｃｉａｌ缸独ｓｍｏｎｚ叩船 ｐｅｒｃ锄ｔｏｆｓｌａｇ锄ｄｆｌｙａｓｈｗ鹬ｍａｄｃ．Ｗｉｔｌｌｔ１１ｅ ｏｆｔｌｌｅｇｒｅｅＩｌｃｏｎｃ坨ｔｅｉｓｓ吮ｎｇ山锄ｄｂ衄ｄｉｎｇ ｈｉｇｈｅｒ血龇ｔｈａｔＯｆＯｒｄｉｎａｒｙｃｏｎｃｒｅｔｅ．ＴｈｅＩＴＺｉｎｔｌｌｅｇ佗即ｃｏｎｃｒｅｔｅｉｓｍｏｒｅｃｏｍｐａｃｔｔＩＩ孤ｔ１１ａｔｉｎｏｒｄｉｎａｒｙｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｔｈｅｈｉｇｈｅｒ曲蜘ｇｔｈｏｆｔｈｅｇｍ∞ （ｒｒＺ）ｉＩｌｔｌｌｅ ｗ豁ｏｂｓｅｎ，ｃｄ、ⅣｉｔｌｌＳＥＭ．１１１ｅｒｃ鳓ｌｔｓｓｈｏｗｃｄｔｈａｔｃｏｍｐｒｅｓｓｉＶｅ ｓ慨ｇｍ ｃ∞ｃｆｅｔｅｉｓｄｕｅｔｏｄｌｅｍｏｒｅｃｏｍｐａｃｔⅡ＿ｚｉｎｉｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｒｃｅｎｃｅｍｅｎｔ；ｇｒｅｅｎｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｓ仃ｅｎｇｔｈ；ＩＴＺ ０ 引言 １９９２年在巴西召开的联合国环境与发展大会使人类社会 度模数２．７的中砂。粗集料为５￣２５ｎｌＩｎ的碎石。拌和水为普通自来水。 １．２试验内容 混凝土的水化硬化特征包括抗压强度、抗折强度等宏观指标以及界面过渡区等微结构特征。 为系统研究绿色混凝土的水化硬化特征，本试验没计了ｃ１０、ｃ３０和ｃ５０三个强度等级、四个配合比的混凝土，如表ｌ所示。其中以自制绿色水泥作为胶凝材料的混凝土称为绿色混凝土，以普通硅酸盐水泥作为胶凝材料的混凝土称为普通混凝土。 表１混凝土的配合比 进入了以“保护自然、崇尚自然，促进持续发展”为核心的绿色时代。材料、环境和社会可持续发展的关系也得到空前关注。混凝土作为当前使用最广泛的建筑材料，已经由高强混凝土发展 到高性能混凝土，进而发展到绿色混凝土阶段㈣。绿色混凝土 的特点包括具有更好的力学性能和大量利用工业废料从而减 少硅酸盐水泥熟料用量等方面Ｍ。近年来，许多文献研究了大 量掺加工业废料的混凝土的特点，取得了有益的结论。但多数文献认为以大量工业废料代替水泥熟料后，混凝土的早期强度偏 低啪。由于我国水泥产量世界第一，对环境造成的问题十分严 重。同时，我国矿渣和粉煤灰的排放量大且目前利用率低。因此，研制大量掺加矿渣和粉煤灰的绿色水泥，并对绿色水泥作为胶凝材料的混凝土的宏观和微观特征进行研究，对绿色混凝土的研究和使用具有重要意义。 １原材料与试验 １．１原材料 本试验所用原材料为：自制３２．５级和４２．５级绿色水泥，其中矿渣和粉煤灰的含量约７０％。添加少量外加使矿淹和粉煤灰充分参与水化反应。以河北省琉璃河水泥厂生产的金隅牌Ｐ－Ｏ３２，５级和Ｐ・０４２．５级水泥为对照试样。配制混凝土所用的细集科为细 收稿日期：２０ｌｌ＿ｏｌ’０６ ・１０７・ 注：表中ｃ、ｓ、Ｇ、ｗ分别代表胶凝材料、砂、石子、水。 １．３试验方法 （１）混凝土的强度特性：混凝土的抗压强度和抗折强度试验均依相应的国家标准进行测试。测试龄期为３、７、２８ｄ。 万方数据 ＊Ｔ日ＭＴ口ｍＥ＊㈣，ｏⅢＴｆｍ＊Ｉ”ⅢｎＨＢＷｍｌｗ＂＊ 料的粒径有关，所以应选取同样粒径的集料。取１０ｇ粒径为 ４ ７５曲ｎ左右的石灰石颗粒和９０９胶凝材料．采用０４的水灰比 搅拌成型后养护至２８ｄ，然后锯开试样露出石子和胶凝材料基体的界面进行观察。 ２试验结果厦讨论 ２１抗压强度 绿色混凝土和普通混凝土的抗压强度试验结果见表２。 衰２混凝土的抗压强度Ｍｈ 从表２可以看出，随着龄期的增长，所有混凝土的强度都增加。在配合比相同时，从３≈８ｄ龄期，绿色混凝土的抗压强度普遍高于相同配合比的普通棍凝土。 ２ ２抗折强度 绿色棍凝土和普通混凝土的抗折强度试验结果见表３。 裹３混凝土的抗折强度ＭＰａ 从表３可以看出．在配合比相同时，从３≈８ｄ龄期，绿色锟凝土的抗折强度普遍高于普通混凝土。 大量研究证明．混凝土的强度在很大程度上决定于其孔隙率及ｉＬｌ占构．尤其是其界面过渡区的孔隙率及孔结构。混凝土的强度随龄期增长的原因，可理解为随龄期增长混凝土界面过渡区结构的优化。在龄期和配合比相同时。绿色混凝土的强度高于普通混凝土的事实表明绿色混凝土的微结构优于普通馄凝土。 ２ ３混凝土中的界面过渡区 用传统水泥配制的普通混凝土．其劣化或破坏往往出现在 集料与水泥石本体的界面处，而用绿色水泥配制的绿色捏凝土．其破坏时破裂面穿过集料，如图ｌ所示。图ｌ中左边为绿色混凝土的破裂面，右边为普通混凝土的破裂面。在普通混凝土中．水泥石本体和集料之间的界面过渡区一般被认为是混凝土中的薄弱环节。 用扫描电镜观察得到的绿色混凝土和普通混凝土中典型的界面过渡区形貌如图２所示。图２中七部为绿色水泥或普通水泥率体，下部为石灰石集料。 万方数据 — 目１ 绿色混≈±目普ｍ＊镕±的破“ｉ ｆａ）ｇｅ＊《± ｆｂｌ＊ａ＊《± 围２混凝土的界面过渡Ｅ 从圉２中的线扫描能谱分析可知．水泥混凝土中的界面过 渡区则有一条微裂缝，而绿色混凝土巾的界面过渡区结构彳匣致密，与绿色水泥本体和骨料的致密程度相差无几。界面过渡区结构致密是绿色混凝土具有高强性能的重要原因。 ３结语 （１】本研究配制的绿色混凝土的抗折和抗压强度均高于普通混凝土。 （２）本研究配制的绿色混凝土中的界面过渡区比普通混凝土中的界面过渡区结构更加致密。 （３）绿色混凝土的其他性能有待于进一步研究并需要在工程中验证。 参考女献： ｍ单超＋王小红，于涛矿渣绿色混凝土＆在混凝土电杆中的应用ｍ混 凝土与水泥制品．２００６（４）：３０一３２ 【２Ｊ刘翠兰，张风臣，陈捕军，等普通混凝土绿色高性能化研究ｍ兰州 理工大学学报．２００６抽）：１２３一１２５ 引汪发红，王智，王沁芳混凝土的绿色化Ⅳ１重庆建筑大学学报，２００６ （ＩＯ），】２９一１３ｌ Ｈ】壬兆．场锐绿色高性能混凝土的研究与探索Ⅲ混凝土，２０１００）： １００＿１０３ 引陈琳，潘如意，沈晓冬，等扮煤灰一矿渣一水泥复合胶凝材料强度和水化性能Ⅲ建筑材料学报．２０１０，１３（３）：３８０＿３８４ ［６Ｊ崔霞．卫帅帅。王莉，等粉煤灰在自密实混凝土中的应用探讨Ｉ“混 凝土．２０１０（６）．９８ １００ 【７】祝晰，唐磊，何利雄，等绿色自密实高性能混凝土的配制Ⅱ］混凝 土２０１０（７）．１０６１∞作者简介 张遵海（１９６７一），男，高级工程师，主要从事矿山工程技术 的研究与管理工作。 联ｉ地址河南省登圭口市告成镑告成曝矿（４５２４７７） 联§电话 ０３７ｌ一６９７１８６１６ 绿色混凝土的水化硬化特征研究 作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数： 张遵海， 孙文标， 田坤云， ZHANG Zun-hai， SUN Wen-biao， TIAN Kun-yun 张遵海,ZHANG Zun-hai(郑州煤电股份有限公司,告成煤矿,河南,登封,452477)， 孙文标,田坤云,SUN Wen-biao,TIAN Kun-yun(河南工程学院,安全工程系,河南,郑州,451191)混凝土CONCRETE2011(7)4次 参考文献(7条) 1.单超,王小红,于涛 矿渣绿色混凝土及在混凝土电杆中的应用[期刊论文]-混凝土与水泥制品 2006(2)2.刘翠兰,张风臣,陈拥军,蔡旭峰,朱小龙 普通混凝土绿色高性能化研究[期刊论文]-兰州理工大学学报 2006(3)3.汪发红,王智,王沁芳 混凝土的绿色化[期刊论文]-重庆建筑大学学报 2006(5)4.王兆,杨锐 绿色高性能混凝土的研究与探索[期刊论文]-混凝土 2010(4) 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引用本文格式：张遵海.孙文标.田坤云.ZHANG Zun-hai.SUN Wen-biao.TIAN Kun-yun 绿色混凝土的水化硬化特征研究[期刊论文]-混凝土 2011(7)