【文章內(nèi)容簡介】 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論 8 增大，導致強度增長率及水化放熱速率均較高。同時，細度增加能導致泌水減少，但在高細度的情況下，對非引氣混凝土來說，為滿足工作性必須 增加需水量，并導致干縮增加。此外，高細度的水泥使混凝土的抗凍融循環(huán)能力降低 [10]。 水泥細度對砂漿抗裂性影響非常明顯。 Harold 采用砂漿環(huán)開裂試驗方法，水灰比、灰砂比 1:、存放于 21℃ 和 50%相對濕度下時，比表面積約為 240 ㎡ /kg的粗水泥的初裂時間為 14 天，是比表面積約為 380 平米 /kg 的細水泥的初裂時間（ 7 天）的 2 倍 [11]。 不同細度水泥的混凝土暴露于自然條件下一年的抗凍試驗也表明，水泥越粗，砂漿內(nèi)部的微裂紋越少，其混凝土抗凍融循環(huán)能力越強 [11]。 美國的 Withy 分別于 1901 年、 1923 年和 1937 年成型了 5000 多個水泥凈漿，砂漿和混凝土試件，在室外暴露， 1975 年由 Washa 和 Wendt 發(fā)表了暴露試驗的結(jié)果如圖所示。 圖 表明，用 7M 水泥配制的混凝土 50 年后抗壓強度達到了 52MPa,而用 I 型水泥（當時的快硬水泥）配制的混凝土在 10 年后強度開始倒縮； 1937 年按快硬水泥生產(chǎn)的 I 型水泥與現(xiàn)今水泥的平均水平很相似 [12]。 圖 室外暴露條件下不同細度水泥強度隨齡期的變化 顆粒分布對水泥性能的影響 根據(jù) Zur Strassen[13]的意見，水化作用是從熟料 顆粒的均一表面像核心的擴散反映。對波特蘭水泥 中 純 C3S 進行測定，得到下列反應滲透深度值： 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論 9 齡期 /天 1 3 7 28 滲透深度 /μm 2 3~4 6~7 Zur Strassen 對 C2S 進行測定得到以下數(shù)值： 齡期 /天 40 60 80 滲透深度 /μm 1 2 3 這表明阿利特含量高的水泥當中， 30μm 顆粒在 28d 水化 %，而小于 3μm的顆粒在拌合后短時間即已完全水化。由此得到兩條結(jié)論 [13]： （ 1） 0~3μm 顆粒部分（這部分顆粒使水泥具有較高的比表面積）對于早期強度時必不 可少的，但對后期強度則不起作用。 （ 2） 3~30μm顆粒部分是對后期強度起唯一重要作用的部分。超過 30μm的顆粒只是部分水化，它們對強度所起的作用是很小的。 趙飛 [20]等人認為： (1)不同大小的顆粒，其水化活性有很大差異，粒徑越小，水化活性越高，具體表現(xiàn)在，隨著顆粒的細化，對水分子的吸附能力及離子溶出能力大大提高，漿體的極化能力增強，漿體初始結(jié)構(gòu)形成時間縮短，早期硬化漿體結(jié)構(gòu)形成時間提前，形成速度加快，水化放熱曲線的誘導期縮短，加速期的反應速度加快，放熱速率和放熱量增大。 (2)不同大小的顆粒，各自強度 的發(fā)揮也很不相同。 0~30μ m 顆粒的強度發(fā)揮正常，粗顆粒在早期只達到很低的強度， 0~10μ m 和 0~5μ m 的細顆粒在早期就達到較高的強度，但后期強度幾乎沒有增長，甚至產(chǎn)生倒縮。 (3)致使 0~10μ m 和 0~5μ m 細顆粒的后期強度發(fā)揮不好的原因是它們的水化反應速度太快，水化產(chǎn)物的膠結(jié)性能不好，膠結(jié)點的牢固程度較低，早期漿體結(jié)構(gòu)易通過溶解和再結(jié)晶而破壞。 目前比較公認的水泥最佳性能的顆粒級配為 [14]:3~32μm顆?？偭坎坏陀?65%，＜ 3μm細顆粒不超過 10%，＞ 65μm和 ＜ 1μm的 顆粒 越少越好 。因為 3~32μm的顆粒對強度增長起主要作用，特別是 16~24μm 的顆粒對水泥性能尤為重要，含量 應當最多 ，＜ 3μm的細顆粒容易結(jié)團，＜ 1μm的小顆粒在加水攪拌中很快就能水化，對混凝土強度作用很小，且影響水泥與外加劑的適應性，影響水泥性能而導致混凝土開裂，嚴重影響混凝土的耐久性；＞ 65μm的顆粒水化很慢，對 28d 強度貢獻很小 [14]。 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論 10 本文要研究的內(nèi)容 （ 1） 水泥細度對標準稠度用水量、凝結(jié)時間和膠砂流動度的影響 測試了 4 種不同細度水泥的標準稠度用水量和膠砂流動度隨細度的變化情況； 測試了 6 種另一粉磨方式的不同細度的 水泥的膠砂流動度隨細度變化的情況。 （ 2） 水泥細度對混凝土早期強度增長的影響 測試了 4 種不同細度水泥按照統(tǒng)一配合比成型的 兩種配合比 高性能混凝土試塊的 7d、 28d、 56d 立方體抗壓強度和 7d、 28d 劈裂抗拉強度； 測試了 6 種不同細度水泥按照統(tǒng)一配合比成型的膠砂試塊的 5d、 8d、 12d 立方體抗壓強度 （ 3） 摻合料和減水劑對水泥細度和混凝土早期力學性能相關(guān)規(guī)律的影響 測試了 4 種不同細度水泥在不摻減水劑、單摻減水劑、摻入減水劑和不同摻量的礦渣幾種情況下的 7d、 28d 立方體抗壓強度； 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 原材料和試驗方法 11 2 原材料和試驗方法 原材料 (1)水泥： 水泥粉磨所用的熟料為潤江水泥廠出產(chǎn)。 熟料中 SO3含量為 %（廠家數(shù)據(jù)），理論計算得到水泥中 SO3為 %，水泥密度為 。 本次實驗采用 不同的粉磨方法制備 兩種水泥，編號為 A 和 B。磨制 A、 B 水泥的熟料相同，A、 B 水泥的石膏摻量也相同。 將熟料摻入 5%的石膏，采用球磨機磨制 20min，將粒徑大于 5mm 的顆粒篩出，與下一次料一同加入磨機，粒徑小于 5mm 的顆粒一部分經(jīng)過 方孔篩，得到A1 水泥。另一部分用振動磨分別磨制 5min、 10min 和 20min， 得 到 A A A4三種不同細度的水泥 。 A A A A4 這四種水泥的實測比表面積分別為： 255 ㎡ /kg， 342 ㎡ /kg，360 ㎡ /kg， 393 ㎡ /kg。 根據(jù)課題的要求， 這里使用名義比表面積 250 ㎡ /kg、 300㎡ /kg、 350 ㎡ /kg、 400 ㎡ /kg 表征 A1~A4 水泥的細度。 將熟料過 5mm 方孔篩之后，加入振動磨中粉磨，分別在 5min， 10min， 20min，30min， 40min 和 50min 的時候打開振動磨的卸料口卸料 20~30s，將 6 次卸出的熟料分別經(jīng)過 方孔篩，即得到 B1~B6 水泥。 由于 粉磨過程中未加入石膏， B水泥在使用時須摻入 5%的石膏調(diào)凝。 (2)砂 試驗用中砂產(chǎn)自湖南岳陽，其性能指標見表 。 中砂基本性能表 表 . 表觀密度（ Kg/m3） 2690 篩孔尺寸 （ mm） 篩余質(zhì)量（ g） 分計篩余（ %） 累計篩余 （ %） 堆積密度（ Kg/m3） 松散 緊密 1570 1630 空隙率 （ %） 松散 緊密 含泥量（ %） 篩底 產(chǎn)地 岳陽 細度模數(shù) (3)石子 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 原材料和試驗方法 12 碎石分大、小兩種粒徑，性能見 表 、表 ： 碎石（ 5～ 10mm）的性能（產(chǎn)地：歌樂山） 表 表觀密度（ kg/m3） 2670 篩孔尺寸（ mm） 篩余質(zhì)量（ g） 分計篩余（ %） 累計篩余（ %） 堆積密度（ kg/m3） 松散 1380 0 0 0 緊密 1470 0 0 0 空隙率 松散 0 0 0 緊密 120 含粉量（ %） 1670 產(chǎn)地 歌樂山 190 篩底 20 碎石（ 5～ 20mm）的性能（產(chǎn)地：歌樂山） 表 . 表觀密度（ kg/m3） 2670 篩孔尺寸（ mm） 篩余質(zhì)量（ g） 分計篩余（ %） 累計篩余（ %） 堆積密度（ kg/m3） 松散 1400 0 0 0 緊密 1520 1215 空隙率 松散 730 緊密 2750 含粉量（ %） 280 產(chǎn)地 歌樂山 10 篩底 15 (4)磨細礦渣 礦渣為重鋼礦渣，烘干后粉磨 50min，通過 30μm方孔篩 ，得到磨細礦渣 。 (5)減水劑 減水劑為科之杰 TSPC 聚羧酸系高效減水劑 ，推薦摻量 %。 (6)水 拌合用水為重慶當?shù)氐?自來水。 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 原材料和試驗方法 13 試 驗方法 (1)水泥密度和比表面積測定試驗 水泥的密度用李氏瓶測定； 水泥的比表面積 根據(jù)《 水泥比表面積測定方法（勃氏法） 》（ GB/T 80741987）相關(guān)規(guī)定，利用勃氏比表面積儀測定。 (2)水泥標準稠度用水量和凝結(jié)時間測定試驗 水泥的標準稠度用水量和凝結(jié)時間 根據(jù)《水泥標準稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗方法》（ GB/T 13461989），測定。 (3)水泥膠砂流動度測定試驗 水泥的膠砂流動度測定 根據(jù) GB/T24192020 進行，膠砂的制備方法參照標準GB/T24192020。 (4)膠砂強度試驗 膠砂強度試驗方法參照標準《水泥膠砂強度檢驗方法（ ISO 法）》（ GB/T17671 1999），將原材料砂篩除 5mm 以上的顆粒，替代 ISO 標準砂進行試驗。采用 UJZ15攪拌機進行攪拌， ZT96 振動臺 進行振動。成型后帶模養(yǎng)護 24h，拆模后移入標準養(yǎng)護室養(yǎng)護。用 KZJ500 抗折試驗機和 NYL60 型 60t 壓力機測砂漿強度試塊的5d， 9d 和 14d 抗折強度和抗壓強度。 (5)混凝土 試驗 參照 JTG E 302020《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程》，采用西南地區(qū)原材料，利 用 30L 混凝土 攪拌機進行混凝土的拌合，成型 100100100 的試塊，在標準條件下養(yǎng)護。 參照 GB/T500802020《混凝土拌合物性能檢驗方法》檢測混凝土拌合物的坍落度，參照 GB/T500812020《混凝土物理力學性能檢驗方法》測定混凝土的 7d、14d、 28d、 56d 抗壓強度和 7d、 28d 劈裂抗拉強度。 具體試驗過程詳述如下： (1)細度對抗壓強度的影響試驗 用固定的配合比 拌制和成型 兩 種 強度等級的混凝土，每組四個細度，每個細度測 7d、 28d、 56d 三個齡期的立方體抗壓強度。強度測試采用 Amsler 公司生產(chǎn)的79147 壓力機進行。 (2)細度對劈裂抗拉強度的影響 利用表 9 所示的配合比成型混凝土，每個細度測 7d 和 28d 兩個齡期的劈裂抗拉強度。 7d 強度測試采用 無錫建材儀器廠生產(chǎn)的 10t 液壓萬能試驗機 ， 28d 強度測試采用 無錫建材儀器廠生產(chǎn)的的 NYL60 型 60t 壓力機。 (3)細度對摻合料和減水劑與抗壓強度相關(guān)規(guī)律的影響 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 原材料和試驗方法 14 改變 配合比 中減水劑和摻合料的摻量， 成型混凝土 4 組，每組四個細度，每個細度測 7d、 28d 兩個齡期的立方體抗壓強度。 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 水泥細度對標稠、凝結(jié)時間、膠砂流動度的影響 15 3 水泥細度對標稠、凝結(jié)時間、膠砂 擴展 度的影響 水泥細度對標準稠度用水量的影響 水泥標準稠度用水量試驗采用 A 組水泥，測得水泥試樣的標準稠度用水量隨水泥細度的變化情況如 表 所示： 水泥細度與標準稠度用水量的關(guān)系 表 比表面積 /(㎡ /kg) 250 300 350 400 標準稠度用水量 /% 26 結(jié)果很明 顯，標準稠度用水量隨細度變化基本先快后慢的增長，但是增長幅度并不是很大。 A1 號水泥（ 比表面積 255 ㎡ /kg）流動度與其他細度水泥差別很大，這應該是由于其 粉磨方式與其他三種水泥不同，其他三種水泥（ A2~A4）采用球磨機粗磨，振動磨精磨的方式，