鋼鐵渣粉海工混凝土性能探討范文

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1試驗

(1)水泥為北京琉璃河水泥廠生產的普通硅酸鹽水泥，強度等級為42．5;鋼渣是江西新余熱悶穩定化處理后的鋼渣;?；郀t渣是江西新余鋼廠的粒化高爐渣;減水劑為萘系;骨料為碎石。鋼鐵渣粉質量比為:鋼渣粉:礦渣粉=3∶7。水泥、鋼渣和?；郀t渣的化學成分見表1。(2)水泥、鋼渣和粒化高爐渣的活性指數。水泥、鋼渣和?；郀t渣的活性指數見表2。(3)混凝土。試驗用混凝土強度等級為C40、C50、C60。

2試驗方法

所有耐久性實驗均按照《水運工程混凝土試驗規程》JTJ270進行。

3試驗結果與分析

3．1鋼鐵渣粉混凝土齡期抗壓強度試驗配置了C40普通水泥混凝土和C40、C50、C60鋼鐵渣粉混凝土，其齡期抗壓強度見表3。從試驗結果可知鋼鐵渣粉取代30%的水泥可配制強度等級為C40～C60的混凝土。C40混凝土除3天強度比普通水泥混凝土略低外，其他齡期強度均比普通水泥混凝土略高。因為鋼渣粉和粒化高爐礦渣粉比表面積比水泥大，改善了膠凝材料的顆粒組成，加大了混凝土密實度，提高了強度。另外鋼鐵渣粉細度大，使膠凝材料水化產物增多，對提高強度有利。

3．2鋼鐵渣粉混凝土抗氯離子滲透性能混凝土中鋼筋腐蝕是一種電化學腐蝕。硅酸鹽水泥水化時生成氫氧化鈣，使鋼筋周圍混凝土孔隙中的水分變成飽和的氫氧化鈣電解液，鋼筋與電解液發生電化學作用。鋼筋一般含有雜質，表面有缺陷，這樣就構成本身電化學的不均勻性。由于鋼筋和雜質的電位不同，形成了許多通往金屬本身短路的微小原電池。雜質和缺陷的電位往往比鋼要高，構成了微電池的陰極區，鋼為陽極區。它們之間的電位差就形成了微電池的電動勢，這時如果鋼筋周圍有氧和水，就會有電流產生，也就有腐蝕產生。本文采用混凝土試件的電通量為指標來確定混凝土抗氯離子滲透性能。試驗測定普通C40混凝土和取代30%水泥的鋼鐵渣粉混凝土的電通量試驗結果見表4。從試驗可知鋼鐵渣粉混凝土電通量均比普通水泥混凝土低，具有良好的抗氯離子滲透作用，有利于保護混凝土中鋼筋不被腐蝕。

3．3鋼鐵渣粉混凝土鋼筋銹蝕試驗模擬了浪濺區和水位變動區混凝土中的鋼筋銹蝕環境［11］，即海水干濕交替，并用提高濕度的方法加速腐蝕速度。試驗方法按水運工程混凝土試驗規程7．11進行。試驗結果為C40普通水泥混凝土和C40、C50、C60鋼鐵渣粉混凝土的銹蝕率均為0，說明混凝土中鋼筋均未生銹。防銹蝕性能良好。

3．4鋼鐵渣粉混凝土的抗凍性混凝土在凍融循環作用下造成結構耐久性降低。按JTJ270試驗規程進行抗凍性試驗?；炷羶鋈谘h設計為50次、100次、150次、200次、250次、300次、350次、400次。其動彈性模量和質量損失見表5。根據JTJ270規程規定相對動彈性模量下降至75%或重量損失率達5%時，可認為試件已經破壞，并以相應的凍融循環次數作為該混凝土的抗凍融等級。從試驗結果可知:(1)凍融后混凝土的質量損失均小于5%。(2)C40普通水泥混凝土抗凍等級為F100。(3)C40鋼鐵渣粉混凝土抗凍等級為F250。(4)C50鋼鐵渣粉混凝土抗凍等級為F300。(5)C60鋼鐵渣粉混凝土抗凍等級為F400。摻鋼鐵渣粉混凝土抗凍性好是因為:(1)加入鋼鐵渣粉的混凝土減少了內部的孔隙，提高了混凝土的密實度。(2)由于摻入鋼鐵渣粉，水化產物和普通水泥混凝土有差別，由于鋼鐵渣粉水化產物是二堿水化硅酸鈣，它的強度較低，但它的抗凍性能超過水泥的水化產物，使混凝土具有良好的抗凍性。

3．5鋼鐵渣粉混凝土的抗滲性為檢驗鋼鐵渣粉混凝土抗滲性能，按水運工程混凝土試驗規程，進行了C40普通水泥混凝土和C40、C50、C60摻鋼鐵渣粉混凝土抗滲試驗和滲水高度試驗。各強度等級混凝土滲水時的水壓力為1．2MPa，鋼鐵渣粉混凝土的滲水高度平均值為0．3～0．5cm，具有良好的抗滲性。由于渣粉比表面積大，改善了膠凝材料的密實性，同時鋼渣粉和?；郀t礦渣粉水化充分釋放凝膠數量，增多、增強了混凝土界面的粘結力，減少了混凝土空隙，提高了抗滲性。

3．6鋼鐵渣粉混凝土收縮混凝土在應用時，由于受到環境溫度和濕度等條件的變化，由于干縮或自由膨脹引起長度變化，造成混凝土裂紋或裂縫，引起鋼筋銹蝕和耐久性不良。按JTJ270試驗方法測定的試驗結果見表7。鋼鐵渣粉混凝土與普通水泥混凝土相比較，具有收縮率小的特點。鋼渣粉中含有少量的游離氯化鈣，水化時產生氫氧化鈣，體積增大，使混凝土膠砂密實而收縮降低。這些特點減少了混凝土構筑物的裂紋，提高了混凝土的耐久性。

4結論

(1)鋼鐵渣粉作混凝土摻合料，取代30%水泥可配制強度等級為C40、C50、C60的混凝土。(2)鋼鐵渣粉混凝土具有良好的抗氯離子滲透作用。電通量值均比普通水泥混凝土低，有利于保護混凝土中鋼筋不被侵蝕。(3)鋼鐵渣粉混凝土具有良好的抗凍性。C40普通水泥混凝土抗凍等級為F100，而同等級的鋼鐵渣粉混凝抗凍等級為F250，C50混凝土為F300，C60混凝土為F400。(4)鋼鐵渣粉混凝土具有良好的抗滲性，抗滲等級為12MPa，滲水高度為0．3cm。(5)鋼鐵渣粉混凝土收縮率低于普通水泥混凝土。

作者：丁忍忍 夏春 朱桂林 孫樹杉 單位：中冶集團建筑研究總院有限公司