碱矿渣混凝土密实性检测.docx

福州大学实验报告课程名称：新型建筑材料实验名称：碱矿渣混凝土密实性检测实验项目：混凝土密实性检测一、实验目的1 .熟悉混凝土渗透性检测原理，掌握混凝土渗透性的检测方法，并会评定混凝土的抗渗等级；2 .掌握混凝土孔结构检测方法，学会分析孔结构实验结果，了解混凝土抗渗性与孔径的关系；3 了解不同的水灰比(水灰比变化从0.35至J0.55)的情况下对混凝土密实性的影响二、实验材料(1)水泥：采用福建炼石牌42.5R普通硅酸盐水泥，水泥的各项性能指标见表1,成分组成见表2。表1水泥各项性能指标初凝/终凝时表观密度比表面积烧失量|0(kgm3)(m2kg)LOI(%)(min)抗折强度抗压强度(MPa)(MPa)3d28d3d28d30503601.06125/1855.78.427.545表2水泥组分水泥组分熟料二水石膏粉煤灰石灰石矿渣含量()82.55.54.04.04.0(2)粗骨料：所用普通石子按照建筑用卵石、碎石(GB/T14685-2001)规定的方法对石子的各项指标进行测定，其各项指标、级配见表和表。表3普通石子的技术指标表观密度(kg?)堆积密度(kg?)吸水率()压碎值()266015320.28.45%表4普通石子的级配表(分计筛余)粒径2.36mm4.75mm9.5mm16mm19mm分计筛余(%)8.3682.98.740(3)细骨料：采用闽江河砂，根据标准建筑用砂(GBT146842001)测得细骨料的各项技术指标见。(4)表3,颗粒级配见表。表3细骨料各项技术指标细度模数堆积密度(kgP)表观密度(kg?)粒径(mm)2.514812590<5表6细骨料的颗粒级配筛子孔径(mm)分计筛余()累计筛余()4.7500.02.360.50.51.182.83.30.604649.30.3045.194.40.155.199.5<0.150.5100(4)水：采用福州地区的自来水。(5)矿渣：采用泰宇混凝土厂提供的矿渣，其主要化学成分及基本指标见表、表。表7矿渣主要化学成分氧化物SiO2CaOAl2O3MgOTiO2MnO含量(%)32.8537.4413.0110.782.150.37表8矿渣各项技术指标基本指标碱度系数(MO)质量系数(KKC)活性系数(Ma)实测值L051L7310.39矿渣各项技术指标计算方法如式21、式22、式2-3所示。(a)碱度系数MQ=*+*(2-1)SiO2+Al1Oi(b)质量系数MKC=CaO+Mg。+SA毋(2-2)SiO2+MnO+HO2(C)活性系数Ma(2-2)SiOi碱度系数表示矿渣的材性，若Mo>l则称为碱性矿渣，若Mo=I则称为中性矿渣，若Mo<O则称为酸性矿渣。如表所示，该矿渣为碱性矿渣。质量系数反映了矿渣中活性组分与非活性组分之间的比例，此比值越大，活性越高。(6)碱激发剂NaOH由北京康普汇维科技有限公司生产，为颗粒状，纯度为99%。Na2SO4采用上海埃彼化学试剂有限公司生产的无水硫酸钠，为颗粒状，纯度为99%。Na2SiO3采用液体水玻璃，Na2SiO3固体含量为33.7%,其中含量为25.86%,Na2O含量为7.84%。模数为3.3。三、实验环境(1)环境温度20÷2oC(2)相对湿度<80%四、试验方案4.1 制备试块先按王灿强得出的最佳配比，制备模数为1、1.5、2的试块(100×100X30Omm3),再其切割成3个IOoXIooX50m试块作为实验用材。4.2 孔结构试验孔结构采用的试验仪器为北京金埃谱公司生产的V-Sorb2800孔结构分析仪，试验的主要步骤如下：(1)样品制备。将达到测试龄期的混凝土试块放入烘箱内，在60温度下烘干，用锤头破碎混凝土试块，得到混凝土小颗粒，然后装入洁净的样品管中。(2)样品预处理。将装有样品的样品管安装到预处理区域，此时应当注意预处理温度不应高于80,因为研究表明钙矶石在80°C时会开始分解。(3)样品测试。将预处理完后的样品管安装到测试区，选择“孔径分布测定”,开始测试。4.3 抗渗性试验采用电通量法（ASTMCI202法）测定混凝土渗透性能，主要步骤如下：（1）真空饱水：使用NEL-VJH型混凝土智能真空饱水机，将试样放入真空室中，层间应保持通气。开启真空饱水机自动真空饱水，饱水完毕后从真空室中取出试样进行电通量试验。（2）配制溶液：配制3%的NaCl溶液、0.3MolL的NaOH溶液，使之充分溶解后静置备用。（3）电通量试验：将真空饱水后的混凝土试件安装在有机玻璃夹具上，先在夹具里注入清水，检测是否漏水，当不漏水后用石蜡封住试块四周；然后在正极（红色接线柱）夹具中注入已配制好的NaoH溶液，负极（黑色接线柱）夹具中注入已配制好的NaCI溶液。将各组夹具与电通量测试主机用信号线连接起来，打开电源，设置各通道及时间步数，每隔15min仪器将自动记录显示的电量，六小时后试验完成，读取各通道的电量。并根据表12来评价混凝土渗透性的好坏。表12混凝土电量法分级标准Tab.12Standardofcoulometricconcretemethod电量（库仑）混凝土渗透性>4000高2000-4000中等10002000低1001000很低<100可忽略五、试验结果及分析5.1 混凝土孔结构试验结果及分析通过对混凝土采样后测定孔结构，得到的孔径分布情况见表13、表14。表13混凝土不同孔径范围的总孔体积（mLg）Tab.13TOtalPOreYOlllmeOfdifferentrangeOfdiameterOfCOnCrete总孔体积分布编号总孔体积220(nm)2050(nm)50-200(nm)Ml1.50.020730.002770.00073M1.50.016230.01382().001850.00049M21.10.01520.0020350.00053表14混凝土不同孔径孔隙的体积分布情况Tab.14VolUmedistributionOfCOnCreteOfdifferentdiameterPOre值总平均孔径铜亏/、（nm）各孔径所占比例()2-20(nm)2050(nm)50-200(nm)Ml17.01125.4116.784.78M1.511.3483.6111.193.19M212.4791.9712313.51碱矿渣混凝土的孔直径比普通混凝土小得多，直径小于20nm的孔占70%以上，而普通混凝土仅占20%左右。普通混凝±50nm以上的孔达到30%以上，而碱矿渣混凝土仅占10%以下。从水化产物层面来解释，碱矿渣水泥基体内，由矿渣反应生成的水化产物多是箔片状的C-S-H,以未水化矿渣为中心节点形成了密切的网络结构，产生的大部分为凝胶孔，使得混凝土具有更低的孔隙率22叫而在普通硅酸盐水泥中C-S-H的多为纤维状的，其网络连接较弱，形成的大部分为毛细孔2L22,因此普通混凝土的孔径相对较大，且其总孔体积远远大于碱矿渣混凝土。通过对比陶粒混凝土和砾石混凝土可以发现，两种不同骨料的混凝土总孔径体积相差不大，但在陶粒混凝土中，直径20nm以下的孔要比砾石混凝土多3%左右，这主要是因为陶粒在混凝土中的内养护作用，使得陶粒附近的水泥石得到更加充分的水化，水泥石结构也更加致密。5.2 混凝土电通量结果及分析混凝土氯离子渗透性试验结果见表15.表15混凝土氯离子渗透性试验结果试验结果Tab.15ReSllltSOftestOfehIOrideionPermeabiIityinConCrete编号电通量（库仑）渗透性评价Ml2283.29中M1.51455.53低M21701.08低从试验结果来看，水玻璃模数在1.5的时候电通量最低，在1的时候电通量最高，其主要原因在于当模数为1的时候，其中可溶于水的SiO2含量相对较少，与碱矿渣发生反应的时候产生的胶凝较少。当达到1.5的时候电通量降低，这说它生与碱矿渣反应更充分成了更多的胶凝，从而内部孔隙少，比Ml更密实。但当模数为2的时候，虽然渗透性评价为低，但相对有M1.5电通量有所变大，这主要是因为随着模数的增大，水玻璃的溶解度降低，更碱矿渣反应的没那么充分,才使得电通量变大。六、结论水玻璃对混凝土的密实性有影响，当水玻璃模数不大于1.5的时候，随着水玻璃模数的增加，提供更多的可溶SiO2,碱矿渣从而反应的更为充分，混凝土的密实度会上升，但模数超过1.5以后，水玻璃在水中的溶解度会降低，与碱矿渣反应的几率也在降低，生成的胶凝减少，空隙增加。七、心得这是一次很有收获的试验，通过这次试验培养了一下的能力：1、实际动手的能力试验是一件很辛苦的事，从方案的设计，材料的准备，试块的制作，数据的获得，每一步都要耗费大量的精力、体力。虽然辛苦，但是通过实际的动手，让我对试验更为理解，为自己以后做试验打下基础。2、查文献的能力每个试验做之前都需要大量阅读这些方面的文献，我们在找寻这些文献的过程中，对文献的查找能力有了提高3、仪器操作能力就我个人的这个试验而言，要用到的仪器特别多，从成型时的搅拌机，到后面的智能真空保水机、孔结构分析仪，这些仪器以前都没接触过，通过这次试验对这些仪器有了较深的了解，并学会了操作。4、增进同学的交流、了解因为试验工作量大，每次试验都是整个组所有组员一起上，虽然每次做完试验出实验室门口的时候都是灰头土脸，但通过共同的参与，增加同学的交流、了解。