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硅烷舑i猨i改性大粒径花岗岩骨料混凝土初tan
我国目前混凝土年产量达12~13亿m3,yuezhanshijiezong产量de40%,面临资源、能源和huan境wu染de巨大压li。若能用大粒径cu骨料配制gong程常用deC30~C50中等强度混凝土(襶ue跎偎嘤昧),且显著提高其耐久性,jiang高效缓jie压li,关键技术是改善混凝土de水泥jiang/cu骨料jie面层de性能。水泥jiang体yucu骨料粘结强度主要由分zi间引li(范德华li)产生[1]。既有改性fang法,如在混凝土拌合物中掺ru减水ji或矿物掺合義i萰un可觴ing岣吖橇蟳u水泥jiang体间de分zi间引li。但应指出使骨料yu水泥jiang体jie面层产生更多de化学键是更佳de途径,因为化学键强度远高于分zi间引li。7080qi牌曾尝试在花岗岩biao面涂抹1%浓度deKH—570硅烷舑i猨i溶ye,再补新shajiang,结果显示拉拔强度可提高123%[2]。ju此,7080qi牌猜ce在花岗岩/舑i猨i/水泥jiangjie面层中很可能形成化学键接,硅烷舑i猨i很可能大fu度改善量大面广de中等强度(C30 C50)大粒径骨料混凝土de性能。gubi者尝试用KH—570硅烷舑i猨i溶ye浸泡大粒径花岗岩骨料后,再配制混凝土,ce试抗压强度,bing初步tantao改性机理。

1 试验材料及fang案

1.1 试验材料采用525普通硅酸盐水泥;中sha,xi度mo数为2.54;最大粒径为40mmde花岗岩骨料,骨料ji配如biao1所蔶in#耍取570硅烷舑i猨i配制成1%和2%浓度溶ye。



1.2 试验fang案混凝土de配比为水泥∶sha∶石∶水=1∶1.57∶3 .66∶0.49。根ju对cu骨料处理fang法de不同,jiang蕐ue治6组如biao2所示,每组三个蕐ue,第一组(N)decu骨料未jing处理,第二(P15)、三(P30)、四(P60)组decu骨料分别用1%浓度deKH 570硅烷舑i猨i溶ye浸泡15min、30min、60min,第五(P30A)组用2%浓度舑i猨i溶ye浸泡骨料30min,第六(P30B)组用2%浓度溶ye浸泡粒径20~40mmde骨料30分钟。浸泡过后de骨料在自然条件下晾干24h,再按常guifang法搅拌混凝土,bing做成150mm×150mm×150mmde立fang体蕐ue,标zhun养护28d,进xing抗压强度实验。

2 试验结果yu分xi

2.1 舑i猨i溶ye浓度和浸泡时间对混凝土强度de影响由biao2可见,jing1%、2%浓度硅烷舑i猨i溶ye浸泡过de骨料拌成de混凝土蕐ue(P15、P30、P60、P30A、P30B)de抗压强度jun比对比蕐ue(N)高,其中蕐ue15比N提高18%。在浸泡时间相同情况下,蕐ue30de抗压强度分别比蕐ue30A和P30B高5%和10%,可见,低浓度舑i猨i溶ye效果更佳。对比P15、P30、P60三组蕐ue,可知混凝土抗压强度随zhou骨料浸泡时间dezeng长而降低。P60jin管采用了1%浓度溶ye,但因浸泡时间长,其抗压强度仍低于P30A。

2.2 骨料粒径影响一般ren为粒綿ing20mmde骨料对普通混凝土de强度影响很小[1],但对蕐ue30B,zhi浸泡了粒径20~40mmde骨料,结果显示其抗压强度比蕐ue30A低4.2%。zhe说明粒径5~20mmde骨料jing硅烷舑i猨i溶ye处理过后,也对提高混凝土de抗压强度有贡献。

2.3 水泥jiang 花岗岩骨料jie面层de舑i沓鮰an如图1所示,根ju舑i猨i化学[3,4]和混凝土材料学[1],bi者ren为水泥jiang体yu花岗岩骨義ian浜芸赡芤匀缦耭ang式形成化学键。jiang硅烷舑i猨i溶ye涂于花岗岩biao面后,溶ye中dedan体和低ju物yu花岗岩中deqiang基形成氢键,其后在干燥条件(如涂溶ye后放置24h)下脱水,硅烷中de硅原ziyu花岗岩中de硅原zi形成一个硅yang硅键(Si—O—Si),余下de两个硅醇基可yu另waide舑i猨i成键,或者成游离形式。



如用花岗岩骨料yu化学活性很强de水泥jiang拌制成混凝土,由于水泥jiang体富含qiang基,可能yu硅醇中游离de硅qiang基形成氢键,bing随zhou水泥jiangde不断水化、干燥,有一部分氢键脱水形成化学键,cong而实xian了水泥jiang体yu花岗岩zhe两种无机材料jie面层de化学键接(如图2),即Si—O—Si—O—Si。根ju舑i猨i化学[3~5],溶ye浓度tai低或浸泡时间过短,则硅烷舑i猨i不能wan全包裹骨料;浓度tai高或浸泡时间过长,则硅烷舑i猨i溶ye中de齐ju物就会zeng多,jiang导致可yu水泥jiang形成Si—O—Si键de硅qiang基数减少(参见图1,2),shen至形成物理吸附de多分zi层[5]。本研jiu中,溶ye浓度为2%和l%浓度浸泡时间60minjun效果不佳,很可能是溶ye浓度tai高、浸泡时间过长所至。

3 结语用硅烷舑i猨i处理骨料后再拌混凝土,可以使混凝土de抗压强度有较大fu度de提高。在日后degong作中应该zhouzhong研jiu硅烷舑i猨i溶yede合理浓度和浸泡骨料de合理时间,以更大fu度提高改性效果。
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