原創： 劉先國，孫琳等 中國商品混凝土網 8月27日

低收縮高性能混凝土的制備研究

劉先國，孫琳，王松亮，婁躍恒

（徐州中聯混凝土有限公司，江蘇  徐州   221100）

［摘   要］本文研究了粉煤灰、礦粉、高鈣粉煤灰作為礦物摻合料對高性能混凝土相關性能的影響。結果表明：粉煤灰、礦粉、高鈣粉煤灰均能作為高性能混凝土礦物摻合料；粉煤灰與礦粉雙摻時，混凝土工作性能提高，力學性能降低，收縮率降低；礦粉與高鈣粉煤灰雙摻時，混凝土工作性能提高，收縮率降低，力學性能基本不變。

［關鍵詞］礦物摻合料；高性能混凝土；收縮率

0  前言

混凝土因施工簡便、易于成型，是當今社會工程建設的重要材料。隨著社會經濟的發展，超高樓層、超大跨距、地下深層、不規則復雜結構等高建筑難度的工程對混凝土性能的要求越來越高。超高層、大跨距等對混凝土力學性能要求的提高造成混凝土膠凝材料用量的增加，混凝土耐久性能成為影響混凝土質量的另一重要因素^[1-2]?；炷恋捏w積穩定性直接影響混凝土的耐久性能，降低混凝土的收縮徐變是提高混凝土體積穩定性的有效手段。在保證混凝土高力學性能及高工作性能的同時，具有高耐久性能是制備高性能混凝土必須注意的問題。

1  原材料

（1）水泥：淮海中聯 P·O42.5 水泥，標準稠度用水量 28.5%，28d 抗壓強度 53.3MPa。（2）粉煤灰 1：國華Ⅰ級灰，45μm 方孔篩篩余6.4%，28d 活性指數 76%。（3）粉煤灰2：國華產高鈣粉煤灰，45μm 方孔篩篩余 4.7%，28d 活性指數 98%，水泥沸煮法安定性檢測結果合格。（4）礦粉：徐鋼 S95 級礦粉，流動度比 95%，28d 活性指數 96%。（5）天然河砂：Ⅱ 區中砂，含泥量 1.8%，細度模數 2.5。（6）碎石：公稱粒徑 5～31.5mm 碎石，含泥量 0.5%。（7）水：市政自來水。（8）外加劑：蘇博特 PCA-1 減水劑，減水率 18.8%。

2  試驗方法

以 C50 純水泥配合比為基準配合比，粉煤灰、高鈣粉煤灰、礦粉為礦物摻合料，調整礦物摻合料的摻量，配制混凝土并檢測混凝土相關性能。試驗用 C50 基準配合比見表 1。

混凝土工作性能、力學性能、耐久性能檢測分別按照 GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》、GB/T 50081—2016《普通混凝土力學性能試驗方法標準》和 GB/T 50082—2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》的相關規定執行。

3  試驗結果及討論

3.1  粉煤灰、礦粉摻量對混凝土性能的影響

以純水泥配合比為基準配合比，以不同摻量粉煤灰和礦粉替代水泥，檢測粉煤灰和礦粉摻量對混凝土工作性能和力學性能的影響。試驗結果見表 2。

結果表明：摻入粉煤灰和礦粉后，混凝土的工作性能有所改善，而混凝土的力學性能下降。水泥受到材質、粉磨工藝等因素的影響，顆粒分布不夠理想，摻入粉煤灰和礦粉后，膠凝材料總體的顆粒級配得到改善，填充空隙的水量降低，自由水增加，混凝土拌合物的工作性能有所提高；但粉煤灰本身早期活性較低，大量摻入粉煤灰將導致混凝土力學性能降低。用配制好的混凝土制作混凝土試件，檢測粉煤灰和礦粉摻量對混凝土收縮徐變的影響，結果見圖 1。

由圖 1 可知，混凝土的收縮率隨粉煤灰與礦粉摻量的增加而降低?；炷林兴嗨磻M行使固相體積增多，但水泥—水體系的總體積減少，混凝土體積收縮；且水泥水化反應產生的水化熱使混凝土存在升溫、降溫過程，產生較大的收縮應力，造成混凝土體積收縮。摻入礦物摻合料減少水泥用量，降低水化熱，減輕混凝土的收縮^[3]。

3.2  高鈣粉煤灰、礦粉摻量對混凝土性能的影響

以純水配合比為基準配合比，高鈣粉煤灰、礦粉作為礦物摻合料，調整礦物摻合料摻量，配制混凝土并檢測相關性能，檢測結果見表 3。

結果表明：隨著礦物摻合料摻量的增加，混凝土工作性能略有增加，力學性能基本保持不變。摻入礦物摻合料改善了混凝土中膠凝材料顆粒級配，混凝土工作性能提高；與粉煤灰相比，高鈣灰的活性較高，提高摻量對混凝土力學性能的影響較小。

用配制好的混凝土制備混凝土試件，檢測高鈣灰和礦粉摻量對混凝土收縮徐變的影響，檢測結果見圖 2。

由圖 2 可知，混凝土的收縮率隨高鈣灰與礦粉摻量的增加而降低。礦物摻合料摻量的增加造成水泥用量降低，水泥水化熱減少，硬化混凝土體積收縮和溫度收縮降低。

4  結論

（1）粉煤灰、礦粉、高鈣粉煤灰均可以作為高性能混凝土的礦物摻合料，改善混凝土性能。（2）粉煤灰與礦粉雙摻，混凝土的工作性能提高，力學性能降低，收縮率降低，體積穩定性得到改善。（3）高鈣粉煤灰與礦粉雙摻，混凝土工作性能提高，力學性能基本不變，收縮率降低，體積穩定性提高。

參考文獻

[1] 陳露一，歐陽華林，蘇祖平．C60 低收縮徐變高性能混凝土的配制與試驗研究[J]．世界橋梁，2014,42(6): 50-54．

[2] 何錦華．低收縮免振搗自密實高性能混凝土的配制與質量控制技術研究[D]．南京：東南大學[A]，2006．

[3] 張衛平．混凝土收縮裂縫研究[J]．散裝水泥，2005 (3): 40-41．