水膠比對C30高鈦型高爐渣自密實混凝土工作性能的影響

何明虎， 廖 飛,2， 王 偉， 何芃蓉， 衡偉東

(1. 攀枝花學院土木與建筑工程學院，四川攀枝花 617000;2. 西華大學建筑與土木工程學院，四川成都 610039)

水膠比對C30高鈦型高爐渣自密實混凝土工作性能的影響

何明虎1， 廖 飛1,2， 王 偉1， 何芃蓉1， 衡偉東1

(1. 攀枝花學院土木與建筑工程學院，四川攀枝花 617000;2. 西華大學建筑與土木工程學院，四川成都 610039)

自密實混凝土與普通混凝土最大的區別主要體現在自密實混凝土對工作性能的特殊要求，而水膠比是影響工作性能的主要因素之一。文章利用攀西地區的工業固態廢棄物高鈦型高爐渣配制C30自密實混凝土，研究水膠比對其工作性能的影響。試驗結果表明，水膠比對高鈦型高爐渣自密實混凝土的工作性能影響較大。水膠比在0.44～0.46時，所得到的高鈦型高爐渣自密實混凝土的工作性能較優。

自密實混凝土； 高鈦型高爐渣； 工作性能； 水膠比

自密實混凝土(日本英譯Self-Compacting Concrete(SCC)，美國英譯(Self-Consolidation Concrete(SCC))，是指具有高流動性、均勻性和穩定性，澆筑時無需外力振搗，能夠在自重作用下流動并充滿模板空間的混凝土[1]。自密實混凝土硬化后的性能和普通混凝土類似，而自密實混凝土與普通混凝土最大的區別主要體現其對自密實工作性能的特殊要求[2]。自密實混凝土的工作性能主要包括填充性、間隙通過性和抗離析性三個方面：第一，填充性。自密實混凝土拌合物僅依靠自身重力能夠完全填充模板成型的性能。可采用坍落擴展度試驗進行測試。第二，間隙通過性。自密實混凝土拌合物均勻通過狹窄空隙的性能?？刹捎肑形環試驗、L型儀試驗進行測試。第三，抗離析性。自密實混凝土拌合物中各種組分保持均勻分散的性能。可采用離析率筒試驗進行測試。

高鈦型高爐渣是攀鋼集團在釩鈦磁鐵礦冶煉過程中產生的廢渣。對高鈦型高爐渣成分研究發現，高鈦型高爐渣中不含2CaO·SiO2，不會出現硅酸鹽分解；不含f-CaO，試樣無粉化、不脹裂，結構穩定性良好；含硫量小于1 %，高鈦型高爐渣中不含FeS和MnS[3]。因此高鈦型高爐渣具有結構穩定、性能良好不易分解的性質，可以代替普通天然砂石作為混凝土骨料配制混凝土[4]。本文應用高鈦型高爐渣配制C30自密實混凝土，研究水膠比對其工作性能的影響。

1 原材料

1.1 水泥

水泥采用攀枝花市瑞豐建材公司生產的P.O.42.5R級普通硅酸鹽水泥，水泥物理力學性能見表1。

1.2 外加劑

高效減水劑為攀枝花吉源外加劑公司配置的聚羧酸高效減水劑，固體含量40 %，減水率30 %以上。

1.3 粗、細骨料

粗細骨料采用攀枝花環業公司的高鈦型高爐渣，其技術指標見表2、表3。

1.4 粉煤灰

粉煤灰采用攀枝花市鋼城集團綜合工業分公司生產的F類Ⅰ級粉煤灰，其技術指標見表4。

2 C30高鈦型高爐渣自密實混凝土配合比

水膠比是配合比設計中確定混凝土強度的主要因素，其確定了膠凝材料用量、漿體多少的重要指標。水膠比越大，說明水用量較多，膠凝材料較少，會導致混凝土泌水，或者因為粘結材料不足，混凝土不密實，填充性不好，從而影響混凝土的流動性。水膠比越小，說明水用量較小，膠凝材料較多，會導致自由水過少，漿體不足，混凝土過干，流動性小，甚至不流動等現象?；蛘邚幕炷亮鲃涌棺枇Φ睦碚摻忉?，水膠比越小，水泥起粘結作用大，混凝土骨料不能抵抗自行流動密實。因此，高鈦型高爐渣自密實混凝土的水膠比在一定范圍內時，所達到的工作性能最優。

本實驗選取水膠比分別為0.50、0.48、0.46、0.44和0.42，測試高鈦型高爐渣自密實混凝土的各項工作性能來評價水膠比對自密實混凝土工作性能的影響并確定工作性最優水膠比，其配合比見表5。

3 試驗結果及分析

對不同配合比的自密實混凝土進行坍落擴展度、T500、L型流動試驗、Orimet流速試驗和抗離析試驗，試驗結果見表6、圖1～圖3。

從圖1可以得出，隨著水膠比的增大，高鈦型高爐渣自密實混凝土的流動能力不增強，水膠比在0.42～0.44時增加最大，從水膠比在0.44～0.5流動性變化不大。從而得出，水膠比在0.44～0.46時，高鈦型高爐渣自密實混凝土的流動性較優。從圖2可以得出，隨著水膠比的增加，高鈦型高爐渣自密實混凝土的流動性、填充能力和通過能力增加，但水膠比在0.46時，達到最優。分析水膠比在0.46～0.50時，由于水膠比增大，膠凝材料減少，水增多，混凝土骨料沒 有很好的被漿體包裹，不能攜帶混凝土流動，在L型、Orimet儀內流動時間增長。從圖3可以得出，水膠比過大或過小都會使高鈦型高爐渣自密實混凝土有一定程度的離析秘水，水膠比在0.44～0.48時，有較優的抗離析能力。

4 結論

(1)通過對不同水膠比C30高鈦型高爐渣自密實混凝土的試驗，得出水膠比對高鈦型高爐渣自密實混凝土的工作性能影響較大。

(2)水膠比在0.44～0.46時，所得到的高鈦型高爐渣自密實混凝土的工作性能較優。

(3)由于高鈦型高爐渣自身粗糙，其流動性不好，水膠比過小，各骨料間的粘結力增大，不能使混凝土自流。因此，同等級高鈦型高爐渣自密實混凝土的水膠比要比普通自密實混凝土的水膠比大。

[1] 劉娜.自密實混凝土配制及剪切性能研究[D].長沙：湖南大學,2015.

[2] 黃雙華，陳偉，孫金坤，等.高鈦高爐渣在混凝土材料中的應用[J].新型建筑材料, 2006(11): 71-73.

[3] 羅鈺. 中低強度自密實凝土配合比參數優化研究[D].長沙，湖南大學，2008.

[4] 謝龍,黃雙華,鐘菘,等. 高鈦型高爐渣鋼筋混凝土扁梁結構的初探[J]. 四川建筑,2016, 36(4): 144-145.

獲得2015年攀枝花學院國家級大學生創新創業訓練計劃項目資助(項目編號：201511360028)

何明虎(1994～)，男，本科，土木工程專業。

廖飛(1990～)，男，碩士研究生，研究方向為巖土工程。

TU528.53

B

[定稿日期]2017-04-14