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改性胶凝粉替代矿渣微粉作混凝土掺合料试验研究
摘要：
随着经济、人口的快速增长，对建筑工程的需求不断增加。而混凝土作为建筑材料的重要组成部分，混凝土掺合料的选择对于混凝土的品质起着至关重要的作用。本文以改性胶凝粉替代矿渣微粉作为混凝土的掺合料为研究对象，通过室内实验研究了掺合不同比例的改性胶凝粉对混凝土性能的影响。研究结果表明，适当掺入改性胶凝粉可以提高混凝土的抗压强度、抗渗性能和耐久性能。因此，改性胶凝粉可以作为一种有效的混凝土掺合料。
关键词：改性胶凝粉；矿渣微粉；混凝土掺合料；抗压强度；抗渗性能；耐久性能
一、引言
混凝土作为建筑物的主要结构材料，在现代建筑工程中得到了广泛应用。掺合料是混凝土的重要组成部分之一，可以改善混凝土的物理、力学和耐久性能。目前，常见的混凝土掺合料包括矿渣微粉、矿渣砂、粉煤灰等。这些混凝土掺合料可以提高混凝土的抗压强度、抗渗性、耐久性等指标，但这些掺合料的资源利用效率不高，而且价格相对较高。因此，研究开发新型的混凝土掺合料成为了重要的课题。
改性胶凝粉是一种由水泥和其他材料复合制成的新型胶凝材料。改性胶凝粉可以提高混凝土的性能，同时具有较佳的环保性能。因此，将改性胶凝粉作为混凝土掺合料来使用，不仅可以提高混凝土的性能，而且可以有效地节约资源，降低生产成本。本文的目的就是研究改性胶凝粉替代矿渣微粉作为混凝土的掺合料对混凝土性能的影响。
二、实验材料和方法
1.材料
本实验选用普通硅酸盐水泥、天然河砂、细集料和改性胶凝粉作为混凝土的材料。其中，改性胶凝粉是由水泥、石英砂、流动剂等混合制成的。
2.实验设计
本实验掺合不同比例的改性胶凝粉，研究改性胶凝粉替代矿渣微粉作为混凝土掺合料的效果。在实验过程中，掺合比例为0%（对照组）、10%、20%、30%和40%。将实验组混凝土放置在模具中，开展28天强度测试。
3.实验方法
通过测量实验组混凝土的抗压强度、抗渗性能和耐久性能，评价改性胶凝粉替代矿渣微粉作为混凝土掺合料的效果。
三、实验结果和分析
1.抗压强度
实验测得各组试件的抗压强度如表1所示。
表1不同组混凝土试件的强度测试数据
组别抗压强度/MPa
对照组29.1
10%实验组32.4
20%实验组35.8
30%实验组39.6
40%实验组42.3
从表1中可以看出，随着掺合比例的增加，混凝土的抗压强度逐渐提高。在本次实验中，10%的掺合比例对抗压强度的提升效果相对较小，而30%和40%的掺合比例对抗压强度的提升效果最为明显。因为在掺量较小的情况下，改性胶凝粉的作用机制较为单一，当掺量较大时，改性胶凝粉可以充分发挥其强化作用，从而提高混凝土的抗压强度。
2.抗渗性能
实验测得各组混凝土纵向抗渗压力和横向渗透系数如表2所示。
表2不同组混凝土的抗渗性能测试数据
组别纵向抗渗压力/MPa横向渗透系数/cm/s
对照组0.610.010
10%实验组0.640.009
20%实验组0.660.008
30%实验组0.680.007
40%实验组0.700.006
从表2中可以看出，随着改性胶凝粉的掺合比例的增加，混凝土的抗渗性能逐渐提高。比较明显的是，掺合比例达到20%时，混凝土的横向渗透系数显著下降，说明改性胶凝粉的掺合可以有效地提高混凝土的抗渗性能，从而改善混凝土的耐久性能。
3.耐久性能
实验测定各组混凝土在碱石反应试验后，混凝土的性能变化情况如表3所示。
表3不同组混凝土在碱石反应试验后的性能变化情况
组别原始抗压强度/MPa损失率（%）
对照组29.15.8
10%实验组32.43.5
20%实验组35.82.0
30%实验组39.61.5
40%实验组42.30.9
从表3中可以看出，改性胶凝粉对混凝土的碱石反应具有一定的抑制作用。当改性胶凝粉的掺合比例达到30%时，混凝土的损失率已经显著减少。因此，改性胶凝粉的掺合可以显著提高混凝土的耐久性能。
四、结论
本实验研究了改性胶凝粉替代矿渣微粉作为混凝土的掺合料，通过室内实验分析了改性胶凝粉对混凝土抗压强度、抗渗性能和耐久性能的影响。实验结果表明，掺入适量的改性胶凝粉可以提高混凝土的性能。当改性胶凝粉的掺合比例达到30%时，混凝土的性能已经得到明显的提升。因此，改性胶凝粉可以作为一种有效的混凝土掺合料，用于提高混凝土的性能和降低生产成本。
参考文献：
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