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1、福州大学实验报告课程名称：新型建筑材料实验名称：掺花岗岩石粉的UHPC密实性检测学院：土木工程学院掺花岗岩石粉的UHPC密实性检测一、实验目的1 .熟悉混凝土渗透性检测原理，掌握混凝土渗透性的检测方法，并会评定混凝土的抗渗等级；2 .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；3 了解不同的水灰比（水灰比变化从0.35到0.55）的情况下对混凝土密实性的影响二、实验仪器与设备真空饱水饱盐设备（BJII8-NEL-VJ）；混凝土氯离子渗透性快速测定仪（NEL-PEU）；EJU夹具及测试线；天平（称量3kg,感量1g）、量筒（100On11）、漏斗、药匙、盛器等
2、。三、实验环境环境温度1035C（湘对湿度80%四、实验项目4.1 、原材料准备4.1.1 水泥试验用水泥为福建炼石牌水泥有限公司生产的P.0425普通混凝土硅酸盐水泥，表观密度为3050kgm3,水泥的性能指标如表4-1表4-1水泥的性能指标比表面积烧矢量Lol凝结时间（min）抗折强度（MPa）抗压强度（MPa）(m2Kg)(%)初凝终凝3d28d3d28d3611.071251855.78.527.5454.1.2 硅灰西宁铁合金厂生产的硅灰,SiO2含量N90%,粒径为0.10.2um,平均粒径一“为0.162um,表观密度%为2293kg4.1.3 细砂细砂是UHPC中的唯一骨料。由
3、于其粒径较小，可被水泥浆体完全包裹，有效改善了骨料与水泥浆体间的界面性能。闽江河砂能够替代石英砂制备UHPCo因此，本文制备的UHPC所用的细砂是闽江河砂，粒径不大于0.63mm,密度2.6gCm3。4.1.4 钢纤维江西赣州大业钢丝厂制的表面镀铜光面平直钢纤维，直径约0.150.2mm,长度13mm。4.1.5 减水剂福州创先工程材料有限公司CX-8聚峻酸减水剂，减水率25%4.1.6 水采用日常饮用水，其质量符合国家标准混凝土拌合用水标准（JGJ63-89）的要求。4.1.7 花岗岩石粉花岗岩石粉是石材加工过程中产生的废料。花岗岩石粉的矿物组成是与花岗岩相同的，主要成分由惰性材料组成。石材
4、在开采、加工等过程中会产生大量的固体废弃物，这些废弃物对土地、农田、水源等的危害很大、产生了严重的环境污染。在目前，我国花岗岩石粉主要用于制造建筑材料砖、预制花岗石板以及作为填充料在混凝土中使用。对于花岗岩石粉填充效应以及在蒸压养护条件下的化学反应机理的研究相对较少。表4-2花岗岩石粉的化学成分分析项目烧失量（%）SiO2(%)Al2O3(%)Fe2O3(%)CaO(%)MgO(%)K2O(%)Na2O(%)花岗岩0.7283.212.021.762.310.543.394.72石粉4.2 试件尺寸抗渗性：浇筑IoOmmXloonImX400三的试块，养护达到龄期后切割成100mmXIoOmm
5、X50mm的试样，三个；孔结构：无尺寸要求，试验时将养护到龄期的试件敲碎，取适量即可。4.3 实验配合比设计采用的实验配合比是以UHPC七种组分（水泥、硅灰、细砂、钢纤维、减水剂、水和石英粉）作为基本原料，对己有的研究进行综合分析，选取合适的配合比作为基准配合比,用花岗岩石粉等量取代水泥。实验配合比见表4-3。表4-3掺花岗岩石粉的UHPC配合比设计配合比水泥(kg)硅灰(kg)石粉(kg)细砂(kg)减水剂（kg）水(kg)3%钢纤维（kg）石英粉（kg）A820.77246.230.00984.9220.52192.06235.5324.7B779.79246.2341.04984.922
6、0.52192.06235.5324.7C738.69246.2382.08984.9220.52192.06235.5324.7D697.65246.23123.12984.9220.52192.06235.5324.7E656.61246.23164.16984.9220.52192.06235.5324.7注：水胶比为0.18；减水剂用量为水泥的2.5%；配合比A、B、C、D、E中石粉取代水泥的比例分别为0%、5%、10%、15%、20%;其中A为基准的UHPC配合比。五、实验方法5.1 孔结构试验孔结构采用的试验仪器为北京金埃谱公司生产的V-SOrb2800孔结构分析仪，试验的主要步骤
7、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，得到混凝土小颗粒，然后装入洁净的样品管中。（2）样品预处理。将装有样品的样品管安装到预处理区域，此时应当注意预处理温度不应高于80C,因为研究表明钙矶石在80时会开始分解。本试验将预处理温度设定为80C,并适当延长预处理时间。（3）样品测试。将预处理完后的样品管安装到测试区，选择“孔径分布测定”，输入相关参数，开始测试。5.2 抗渗性试验采用电通量法（ASTMCl202法）测定混凝土渗透性能，主要步骤如下：（1）真空饱水：使用NEL-VJH型混凝土智能真空饱水机，将试样放入真空室中，层间应保持通
8、气。开启真空饱水机自动真空饱水，饱水完毕后从真空室中取出试样进行电通量试验。（2）配制溶液：配制3%的NaQ溶液、0.3MolzL的NaoH溶液，使之充分溶解后静置备用。（3）电通量试验：将真空饱水后的混凝土试件安装在有机玻璃夹具上，先在夹具里注入清水，检测是否漏水，当不漏水后用石蜡封住试块四周；然后在正极（红色接线柱）夹具中注入已配制好的NaOH溶液，负极（黑色接线柱）夹具中注入已配制好的NaCI溶液。将各组夹具与电通量测试主机用信号线连接起来，打开电源，设置各通道及时间步数，每隔15min仪器将自动记录显示的电量，六小时后试验完成，读取各通道的电量。以一组混凝土的三个试块的电通量值的平均值
9、为试验结果。当三个电通量值有超出平均值10%时，应剔除后再取平均值作为电通量试验结果。由表5-1判断混凝土的渗透性好坏。表5-1混凝土电通量法分级标准通过的电通量（库仑）混凝土渗透性4000高20004000中等1000-2000低100-1000很低100可忽略六、实验结果与分析6.1 孔结构实验分析表6-1不同配合比的UHPC不同孔径范围孔隙体积分布编号平均孔径(nm)孔径分布()无害孔(200nm)A9.8161.4317.4714.576.63B9.3862.6617.1214.355.87C8.5562.0417.5113.896.56D8.4761.3718.3613.976.30
10、E8.6260.5818.7514.636.04表6-2不同配合比的UHPC不同孔径范围总体积(mLg)编号累积孔体积-(mLg)孔体积分布无害孔(200nm)A0.0018470.0009950.0002830.000236O.OOO333B0.(X)17660.00101()0.000277O.(XX)2330.0(X)246C0.0016120.0010100.0002830.0002250.000094D0.(X)15640.(XX)9940.(XX)291O.(XX)223O.O(X)O56E0.0016210.0009810.0002980.0002340.0001086.2 混凝
11、土电通量结果及分析混凝土氯离子渗透性试验结果见表6-3表6-3混凝土氯离子渗透性试验结果试验结果编号电通量(库仑)渗透性评价A1743.05低B1556.38低C1417.69低D1387.90低E1509.98低由以上实验数据可知，与普通混凝土和碱矿渣混凝土相比，UHPC的孔径较小，无害孔和少害孔所占的比例较高，各组含量均超过70%,氯离子的渗透性也较低。随着花岗岩石粉取代普通硅酸盐水泥的量从0到15%,其平均孔径减小了13.65%,结构更加致密，渗透性更低，强度更高。这是因为花岗岩石粉的细度比普通硅酸盐水泥更加的细，填充了UHPC水化过程中形成的孔隙，使UHPC更加的密实，提高了强度。另外
12、在蒸压养护条件下，花岗岩有一定的活性，石粉中的活性Si2参与水泥的二次水化反应，促进了CSH的形成。由于UHPC低水灰比的特点，水泥的水化度比较低，花岗岩石粉替代部分水泥，稀释作用促进水泥的水化反应，使得强度增高。当替代量继续增加，超过15%时，由于水泥量减少过多，影响了水泥的水化反应，使得C-S-H的量急剧减少，UHPC内部结构变得松散，孔径增大，强度降低。七、试验心得体会通过本次课程实验，既增强了自己的动手能力，又增强了团队协作能力。从一开始的查找参考文献，确定实验方案，到实验试块的制备，再到利用实验仪器测量数据，实验的过程并不是很顺利，感谢小组成员之间的互相配合和帮忙，才能顺利做完课程实验。此外，本次课程实验也锻炼了自己查找参考文献、处理实验数据的能力，为自己的课题实验和论文撰写提供了很好的经验。
