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凝石在混凝土材料中的應(yīng)用
與水泥不同,凝石是一種硅鋁基膠凝材料,其水化產(chǎn)物中大部分是由硅氧四面體和鋁氧四面體以共價鍵形成的架狀結(jié)構(gòu)。而水泥屬于高鈣硅體系,水化產(chǎn)物主要是由C-S-H凝膠依靠范德華力形成的鏈狀結(jié)構(gòu)。架狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和牢固性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鏈狀結(jié)構(gòu),這種和水泥微觀結(jié)構(gòu)上的差異賦予了凝石超強(qiáng)的膠結(jié)能力和對環(huán)境侵蝕的抵抗能力。
在由膠凝材料、砂、石、水組成的硬化混凝土中,水泥對砂、石主要靠包裹作用形成強(qiáng)度,包裹作用相對來說較弱,導(dǎo)致了水泥與砂石骨料的界面成為水泥混凝土中最薄弱的環(huán)節(jié)。而凝石對砂、石卻是焊接作用,凝石中的成巖流體能使凝石顆粒與砂石表面的活性部分發(fā)生反應(yīng),形成致密的反應(yīng)界面。這也是為什么水泥混凝土的斷面往往是水泥與骨料分離,而凝石混凝土的斷面卻是穿筋斷裂的原因。
凝石混凝土不但具有非常好的抗壓、抗折、抗劈裂等物理力學(xué)性能,而且其耐久性能和耐腐蝕性能非常優(yōu)異。下面將通過凝石混凝土與水泥混凝土性能的對比,來展現(xiàn)凝石在混凝土材料中巨大的應(yīng)用前景。
一、凝石混凝土的物理力學(xué)性能
藍(lán)資集團(tuán)實驗研發(fā)部從2004年開始,投入了大量的人力物力對凝石混凝土進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,并按照國家標(biāo)準(zhǔn)對凝石混凝土的各項性能進(jìn)行了測試?;炷磷鳛楣こ探Y(jié)構(gòu)材料,其物理力學(xué)性能在結(jié)構(gòu)設(shè)計和質(zhì)量控制中是最重要的性能之一。下面是用32.5普通凝石拌制的混凝土抗壓強(qiáng)度典型數(shù)據(jù):
表1:燕郊產(chǎn)凝石制備的混凝土抗壓強(qiáng)度數(shù)據(jù)
設(shè)計標(biāo)號 |
抗壓強(qiáng)度 MPa |
達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度% |
數(shù)據(jù)量 |
28d強(qiáng)度最大值/最小值 |
備注 |
||
3d |
7d |
28d |
|||||
C10 |
7.6 |
14.8 |
20.9 |
209 |
30 |
21.8/16.6 |
試驗按GB/T |
C20 |
11.5 |
19.6 |
28.7 |
144 |
30 |
29.4/25.2 |
|
C30 |
16.9 |
25.3 |
39.1 |
130 |
35 |
44.6/33.7 |
|
C40 |
21.1 |
35.3 |
46.0 |
114 |
30 |
52.7/42.8 |
凝石混凝土是按普通水泥混凝土的配合比來配制的,結(jié)果表明設(shè)計強(qiáng)度等級為C10、C20、C30的凝石混凝土能分別達(dá)到水泥混凝土C20、C30、C40的強(qiáng)度,而且在對于水泥混凝土來說是弱項的抗拉強(qiáng)度方面,凝石混凝土也表現(xiàn)出了較大的優(yōu)勢,這充分證明了凝石的膠結(jié)能力大大超過水泥。
二、凝石混凝土的耐久性和抗腐蝕性能
實驗研發(fā)部嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)GBJ 82-1985《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》對凝石混凝土的耐久性做了反復(fù)的測試。測試結(jié)果表明,凝石混凝土的抗?jié)B性能是水泥混凝土的2~3倍,抗碳化、抗凍融性能明顯優(yōu)于水泥混凝土,干縮量比水泥混凝土干縮量的一半還少?;炷敛牧媳旧淼臐B透性是決定混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵因素,凝石混凝土與水泥混凝土的抗?jié)B性能試驗數(shù)據(jù)見下表:
表2:凝石混凝土與水泥混凝土的抗?jié)B性能對比
抗?jié)B性能 |
膠凝材料 |
滲水壓強(qiáng) |
抗?jié)B標(biāo)號S |
備注 |
|
C10 |
1:2.61:5.06:0.78 |
凝石 |
1.9 |
S18 |
試驗按GBJ 82-85執(zhí)行 |
C20 |
1:1.93:3.75:0.63 |
凝石 |
3.1 |
S30 |
|
C30 |
1:1.19:3.23:0.49 |
凝石 |
3.9 |
S38 |
|
C40 |
1:1.04:2.82:0.43 |
凝石 |
4.0 |
S39 |
|
C10 |
1:2.61:5.06:0.78 |
42.5水泥 |
0.7 |
S6 |
|
C20 |
1:1.93:3.75:0.63 |
42.5水泥 |
1.7 |
S16 |
|
C30 |
1:1.19:3.23:0.49 |
42.5水泥 |
2.1 |
S20 |
|
C40 |
1:1.04:2.82:0.43 |
42.5水泥 |
2.7 |
S26 |
本新聞共2頁,當(dāng)前在第1頁12
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