福州大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： 新型建筑材料實(shí)驗(yàn)名稱： 堿礦渣混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：堿礦渣混凝土配合比設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)和相關(guān)混凝土配合比規(guī)范，設(shè)計(jì)高性能混凝土堿激發(fā)混凝土配合比,并通過(guò)試驗(yàn)，驗(yàn)證其強(qiáng)度等性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求；(2)研究如何配制不同模數(shù)的水玻璃，熟悉堿礦渣混凝土的成型工藝；(3)研究復(fù)合激發(fā)劑中水玻璃模數(shù)對(duì)堿礦渣混凝土工作性能與力學(xué)性能的影響。二、實(shí)驗(yàn)材料(1)水泥：采用福建煉石牌42.5R普通硅酸鹽水泥，水泥的各項(xiàng)性能指標(biāo)見表1,成分組成見表2o表1水泥各項(xiàng)性能指標(biāo)表觀密度比表面積燒失量LOI初凝/終凝時(shí)間抗折強(qiáng)度(MPa)抗壓強(qiáng)度(MPa)(kg/m3)(m2/kg)(%)(min)3d28d3d28d30503601.06125/1855.78.427.545表2水泥組分水泥組分熟料二水石膏粉煤灰石灰石礦渣含量(％)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)規(guī)定的方法對(duì)石子的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，其各項(xiàng)指標(biāo)、級(jí)配見表和(3)表。表3普通石子的技術(shù)指標(biāo)表觀密度(kg/m3)堆積密度(kg/m，吸水率(%)壓碎值(%)266015320.28.45%表4普通石子的級(jí)配表(分計(jì)篩余)粒徑 2.36mm 4.75mm 9.5mm16mm19mm分計(jì)篩余(％) 08.36 82.98.740(3)細(xì)骨料：采用閩江河砂，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《建筑用砂》(GB/T14684-2001)測(cè)得細(xì)骨料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見。(4)表3,顆粒級(jí)配見表。表3細(xì)骨料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)細(xì)度模數(shù)堆積密度(kg/n?) 表觀密度(kg/n?)粒徑(mm)2.51481 2590<5表6細(xì)骨料的顆粒級(jí)配篩子孔徑(mm)分計(jì)篩余(％)累計(jì)篩余(％)4.7500.02.360.50.51.182.83.30.604649.30.3045.194.40.155.199.5<0.150.5100(4)水：采用福州地區(qū)的自來(lái)水。(5)礦渣：采用泰宇混凝土廠提供的礦渣，其主要化學(xué)成分及基本指標(biāo)見表、表。表7礦渣主要化學(xué)成分氧化物 SiO2CaOAI2O3 MgOTiO2 MnO含量（％） 32.8537.4413.01 10.782.15 0.37表8礦渣各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)基本指標(biāo)堿度系數(shù)(Mo)質(zhì)量系數(shù)(Kkc)活性系數(shù)(Ma)實(shí)測(cè)值1.0511.7310.39礦渣各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)計(jì)算方法如式2-1、式2-2、式2-3所示。(a)堿度系數(shù)%=&力。+%酎。(2-1)+%4。3(b)質(zhì)量系數(shù)Mkc=8cM+①M(fèi)g。+叫(2-2)+①M(fèi)nO+①TiO?(C)活性系數(shù)Ma=—(2-2)堿度系數(shù)表示礦渣的材性，若MO>1則稱為堿性礦渣，若M0=l則稱為中性礦渣，若M0<0則稱為酸性礦渣。如表所示，該礦渣為堿性礦渣。質(zhì)量系數(shù)反映了礦渣中活性組分與非活性組分之間的比例，此比值越大，活性越高。(6)堿激發(fā)劑NaOH由北京康普匯維科技有限公司生產(chǎn)，為顆粒狀，純度為99%。Na2s04采用上海埃彼化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的無(wú)水硫酸鈉，為顆粒狀，純度為99%。NazSiCh采用液體水玻璃，NazSQ固體含量為33.7%,其中SiCh含量為25.86%,Na2O#量為7.84%。模數(shù)為3.3。三、實(shí)驗(yàn)環(huán)境(1)環(huán)境溫度 20±2℃(2)相對(duì)濕度 W80%四、試驗(yàn)方法4.1堿礦渣混凝土配合比設(shè)計(jì)本配合比設(shè)計(jì)的變化參數(shù)是水玻璃的模數(shù)M(M=1.0、1.5、2.0),研究水玻璃模數(shù)對(duì)堿礦渣混凝土工作性與強(qiáng)度的影響，其中本試驗(yàn)的水玻璃的固體含量為12kg/n?,并且考慮水玻璃里的含水量，堿礦渣混凝土配合比設(shè)計(jì)見表9。表9堿礦渣混凝土配合比試驗(yàn)序號(hào)Na2so4OPC水玻璃礦渣石子砂水JF1.0362428.594081157607151.41JF1.5362431.224081157607148.78JF2.0362432.974081157607147.03注：?jiǎn)挝唬簁g/m34.2試驗(yàn)規(guī)范本試驗(yàn)的坍落度與抗壓強(qiáng)度按照規(guī)范《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50080-2002)o4.3.試驗(yàn)步驟4.3.1調(diào)配激發(fā)劑本試驗(yàn)使用NeSO,與水玻璃為復(fù)合激發(fā)劑，改變水玻璃的模數(shù)對(duì)混凝土工作性與強(qiáng)度的影響。按照試驗(yàn)所需的模數(shù)，通過(guò)NaOH進(jìn)行調(diào)模。具體水玻璃調(diào)模所用NaOH的量見表10。表10水玻璃調(diào)模參數(shù)初始模數(shù)23.3模數(shù)M=L0模數(shù)M二L5模數(shù)22.0NaOH摻里/g0232.67121.3965.75固體含量33.7%41.97%38.44%36.4%含水量66.3%58.03%61.56%63.60%注：所配水玻璃容量為1000ml。4.3.2試塊成型過(guò)程(a)按照配合比稱相應(yīng)的試驗(yàn)材料用量，把所需的激發(fā)劑溶于水配成堿溶液；(b)將礦渣與水泥倒入混凝土攪拌機(jī)(見圖1),攪拌90s；然后倒入砂子再次攪拌90s；再次加入粗骨料攪拌60s；(c)將所配的堿溶液倒入攪拌機(jī)中，攪拌3min；最后將混凝土倒入坍落度儀測(cè)出混凝土的坍落度，并且將混凝土倒入尺寸為lOOnmixlOOnnnxlOOnini的模具里，并將模具放置振動(dòng)臺(tái)振搗成型。4.3.3養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)溫度20±2℃、相對(duì)濕度＞95%抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)采用由長(zhǎng)春試驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)的2000kN試驗(yàn)機(jī)(如圖2)o具體試驗(yàn)操作為先將試件安放在試驗(yàn)機(jī)的下墊板上，試件承壓面與成型時(shí)的頂面垂直，試件中心與試驗(yàn)機(jī)下墊板中心對(duì)準(zhǔn)。開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，連續(xù)而均勻地加載，加載速度為L(zhǎng)OMPa/s。其中測(cè)試混凝土7d,28d,56d齡期的強(qiáng)度。圖1圖1混凝土攪拌機(jī)圖2抗壓試驗(yàn)機(jī)五、試驗(yàn)結(jié)果與分析堿礦渣混凝土的工作性能及力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見表11所示，以及抗壓強(qiáng)度曲線見圖3所示。表11堿礦渣混凝土的工作性能及力學(xué)性能試驗(yàn)序號(hào)坍落度/皿—抗壓強(qiáng)度/MPa7d28d56dJF1.03524.6034.5838.62JF1.53532.8555.5860.47JF2.03529.7943.9047.1910 20 30 40 50 60t/天10 20 30 40 50 60t/天----------------------------------------O2086420864208642086466555554444433333222-0咨/J圖3不同模數(shù)水玻璃對(duì)堿礦渣混凝土強(qiáng)度的影響曲線由表11可知，不管復(fù)合激發(fā)劑里的水玻璃的模數(shù)是1.0、1.5、2.0,對(duì)于堿礦渣混凝土的坍落度與普通硅酸鹽混凝土相比都比較小，而且對(duì)于表9所設(shè)計(jì)的堿礦渣混凝土配合比制作出來(lái)的混凝土在一定的養(yǎng)護(hù)齡期有不同的強(qiáng)度，且呈現(xiàn)遞增狀態(tài)以至于后期穩(wěn)定狀態(tài)。從圖3可發(fā)現(xiàn)隨著水玻璃的模數(shù)增加，堿礦渣混凝土的抗壓強(qiáng)度先上升后降低，而且發(fā)現(xiàn)水玻璃模數(shù)為2.0的混凝土的抗壓強(qiáng)度高于水玻璃模數(shù)為L(zhǎng)0的混凝土。這是因?yàn)樗ＡУ哪?shù)為2.0時(shí)，在混凝土中摻入Na2O的同時(shí)，也引進(jìn)了二氧化硅的膠凝，促進(jìn)更多的低C/S