石灰-碳酸钠激发矿渣混凝土密实度研究.docx
福州大学实验报告课程名称：新型建筑材料实验名称：石灰-碳酸钠激发矿渣混凝土密实度研究实验项目：混凝土密实性检测一、实验目的1 .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；2 .研究该种石灰-碳酸钠激发矿渣混凝土材料的孔结构，评判其密实度。二、实验材料(1)石灰(CaO):西陇化工有限公司生产，为粉末状，纯度大于99%。(2)碳酸钠：西陇化工有限公司生产，为粉末状，纯度大于99%。(3)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分别见表1、表2。表1矿渣主要化学成分氧化物SiO2CaOAkChMgc)TiO2Mnc)含量()32.8537.4413.0110.782.150.37表2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1.0511.7310.39矿渣各项技术指标计算方法如式1、式2、式3所示。(a)碱度系数(1)k_CdO+coMrOmO="SiO.+Al2Ot(b)质量系数A4_CaO+MgO+AI2OyMKC=；SiO2+MnO+c0TtO2(C)活性系数SiO2碱度系数表示矿渣的材性，若M()>l则称为碱性矿渣，若Mo=I则称为中性矿渣，若MoO则称为酸性矿渣。如表2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。(4)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C表3普通石子的技术指标表观密度(kg/n?)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0(%)8.3682.98.740(5)细骨料：采用闽江河砂，根据标准建筑用砂(GB/T14684-2001)测得细骨料的各项技术指标见。表1,颗粒级配见表。表1细骨料各项技术指标细度模数堆积密度(kgn)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(6)拌合用水：采用福州市闽侯县市政自来水。三、实验环境称量、拌合、入模等制备操作所处环境为室外自然条件，气温为263(C,空气相对湿度RH为7080机四、试验方案4.1 制备试块根据CaO+Na2CO3+H2O=CaCO3I+2NaOH,设计每组添加的石灰与碳酸钠摩尔比为1:1,两者的绝对掺量按照所生成氢氧化钠的质量(分别为总分量质量的5%、6%、7%)来确定，分别对各实验组定义命名为ST5、ST6、ST7。其中所有实验组混凝土水灰比固定为0.33,胶凝材料粉料定义为石灰、碳酸钠、矿渣三种。该石灰碳酸钠激发矿渣混凝土的配合比设计见表7.表7石灰-碳酸钠激发矿渣混凝土的配合比(kgm3)编号水氧化钙碳酸钠矿渣砂石子ST5160.6520.4438.70426.20584.171168.36ST6160.6524.5246.44415.84584.171168.36ST7160.6530.6658.05397.7584.171168.364.2 孔结构试验孔结构采用的试验仪器为美国康瑞公司生产的压汞仪，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，去除石子，并尽可能剥离砂粒，得到混凝土中的的若干较纯净浆体颗粒，颗粒直径尺寸约为5mm,然后装入洁净的样品管中。(2)样品测试。将制备处理完后的样品管安装到压汞仪测试区，按照仪器正规操作流程开始测试。五、试验结果及分析5.1混凝土孔结构试验结果及分析三个样品送样质量、经压汞仪测试其体积分别为：ST5：0.6952g,0.2885cm3；ST6：0.7854g,0.3259cm3；ST7：0.5938g,0.2464cm3；故其测量密度为2.41gcm30得到的孔径分布情况见表8、表9。表8不同孔径范围的总孔体积(mL/g)编号总孔体积总孔体积分布<50(nm)50-200(nm)>200(nm)ST50.018360.015230.000570.00256ST60.015100.013260.000360.00148ST70.017650.014930.000520.00220表9不同孔径孔隙的体积分布情况编号平均孔径(nm)各孔径所占比例()<50(nm)50-200(nm)>200(nm)ST58.2682.953.109.95ST67.3487.812.389.81ST77.8384.612.9212.4780-Dh(mm)图1石灰-碳酸钠混凝土孔径大小分布情况注：图中Dh表示孔径大小、Vh表示各孔径所占比例。从表8-9以及图1可看出，在总孔体积方面,ST5、ST6、ST7组分别为0.01836、0.01510、0.01765mLg,ST6组总孔隙率最低；并把孔隙尺寸划分为50nm、50-200nm、200nm三个区间，从表9各孔径所占比例数据可看出ST6组中50nm的无害孔所占比例最高，且其平均孔径为7.34nm,居三者最低。其总孔隙率最低且平均孔隙尺寸最低，表现出良好的密实性，与其各组的力学性能测试数据相吻合，并对其做出良好解释。六、结论由以上数据可得出结论,该激发剂通过激发矿渣生成大量致密的C-S-H凝胶,孔隙率小，孔径尺寸小。而生成的一定量碳酸钙晶体有相应的膨胀作用，可以填充和细化孔隙。两者共同作用致使本混凝土拥有致密的孔隙结构，获得良好的力学性能。七、心得潘晓鑫这学期通过新型建筑材料这门课，我学到了很多的东西，不仅仅是各种仪器的使用操作，更是培养了做科研的态度跟方式，以及跟同门的合作搭配，主要归纳为以下几点：L试验想成功，准备得充分。古人云，磨刀不误砍柴工。前期的相关知识储备、文献储备、材料准备、方法准备可以避免手忙脚乱，充分的预实验使你充满信心。一步一个脚印，就不必“从头再来”。最不能容忍的是在开始的几步偷懒，造成后面总有一些无法排除的障碍。2 .交流是最好的老师做实验遇到困难是家常便饭。而我们除了查阅相关的文献外，与其他同学的交流也是必不可少的，毕竟不同的人对于知识的理解以及想法不同，千万不能闭门造车。一个实验折腾半年，后来别人告诉你那是死路，岂不是得不偿失。3 .一半时间做实验，一半时间看文献。千万不能把时间全部消耗在实验台上。要首先搞清楚机理再去做实验则会事半功倍，看文献、看书、看别人的操作、听别人的经验、研究别人的思路，边做边思考。要学会比较，不要盲从。否则，会被一些小小的问题困扰许久。4 .记录真实详尽。人总是有一点虚荣心的。只把成功的步骤或漂亮的结果记到实验记录里，是很多人的做法。殊不知，许多宝贵经验和意外发现就这样与你擦肩而过。客观、真实、详尽的记录是一笔宝贵的财富。辛东升张山徐维张文樊静宜
