石粉含量对机制砂混凝土性能的影响.pdf

文章 编号 ：1 0 0 7 0 4 6 X ( 2 0 1 1 ) 0 6 0 0 2 9 0 5 生态建材 石粉含量对机制砂混凝土性能的影响 Ef f e c t s o f S t o n e P o wd e r Co n t e n t o n M a n u f a c t u r e d S a n d Co n c r e t e 刘小兵，朱祥 ，陈福松 ，石 力， ( 镇江建筑科学研究院 ，江苏镇江1 2 0 0 0 ) 摘要： 试验研究了石粉含量对机制砂混凝土和易性、力学性能、干缩性能和抗渗性能的影响。结果表明，机制砂 中石粉含量 1 0 1 5 能改善混凝土的和易性和力学性能，减小混凝土的干缩，提高混凝土的抗渗性。 关键词 ： 石粉 ；机制 砂 ；混凝土 中 图分 类 号 ：TU5 2 2 + 5 文献 标 识 码 ：A Abs t r a c t ： Th e e f f e c t s o f d i f f e r e n t d o s a g e s o f s t o n e p o wd e r o n wo r k a b i l i t y ， me c h a n i c s p e r f o r ma n c e ， d r y i n g s h r i n k a g e a n d i mp e r me a bi l i t y o f ma n u f a c t u r e d - s a n d c o n c r e t e a r e s t u d i e d t h r o u g h t e s t Th e r e s u l t s i n d i c a t e t h a t wo r k a b i l i t y a n d me c h a n i c s p e r f o r ma n c e o f c o n c r e t e a r e b o t h i mp r o v e d ， t h e d r y i n g s h r i n k a g e o f c o n c r e t e i s d e c r e a s e d， t h e i mp e r me a b i l i t y o fc o n c r e t e i s g r e a t l y i n c r e a s e d wh e n c o n t e n t o f s t o n e p o wd e r in ma n u f a c t u r e d - s a n d i S wi t h i n l 0 l 5 Ke y wo r ds ：m i c r o f i n e s ； ma n u f a c t u r e d - s a n d ；c o n c r e t e 0前 言 机制砂是用岩石经除土开采、机械破碎、筛分制成的， 粒径4 7 5 m m的岩石颗粒。形状多为立方体和棱角状， 细度模数大多在 2 6 3 6 ，其表面粗糙度基本在1 7 0 2 1 1 S ， 远大于天然砂 的粗糙度 1 4 8 1 5 5 S 。机制砂难以得到应 用主要有 以下几个方面的原因：一是机制砂表面粗糙 ，互 相咬合，流动阻力大，造成拌制的混凝土工作性能差，易 产生离析；二是机制砂级配不良，通常两头多、中间少， 即粗颗粒 ( 2 3 6 m m以上 ) 和细颗粒 ( 0 0 5 m m以下 ) 较多， 但中间颗粒 ( 尤其是 1 1 8 0 3 0 m m之间) 较少，导致配制 的混凝土容易泌水；三是机制砂中石粉 ( 粒径 7 5 n 1 ) 含量高，导致混凝土需水量大，坍损大。 国内外学者和工程技术人员就石粉含量对混凝土拌合 物性能的影响【 I _ 、对力学性能的影p ie r 一 I 、以及对混凝土 耐久性的影响l9 I 】进行了研究。大多数的研究者【 l 2 s 】 一致认 为机制砂中含有适量石粉能改善混凝土内部孔隙，提高混 凝土密实性，增强混凝土抗渗、防腐蚀等耐久性能。 试验采用的活性矿物掺合料为江苏谏壁电厂 级粉 煤灰。 机制砂为石灰岩机制砂，细度模数为3 1 。 粗集料选用 5 2 5 m m连续级配石灰岩碎石。 减水剂采用P C A高效泵送剂， 减水率2 5 。 1 2 试验 方法 ( 1 ) 混凝土拌合物性能试验。按 G B T 5 0 0 8 0 2 0 0 2 普通混凝土拌合物性能试验方法标准进行测试，混凝 土的坍落度试验采用J G 3 0 2 1 -1 9 9 4 混凝土坍落度仪规 定的混凝土坍落度仪。 ( 2 ) 混凝土力学性能试验。按G B T 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 普 通混凝土力学性能试验方法标准进行测试。 ( 3 ) 混凝 土的干缩性能试验。混凝土变形按 D L T 5 1 5 0 2 0 0 1 水工混凝土试验规程之 4 9 进行测试。 ( 4 ) 混凝土抗渗性能试验。采用顶面 为 1 7 5 m m、 底面 为 1 8 5 m m、高度为 1 5 0 m m的圆台体试件，按照 J T J O 5 3 1 9 9 4 公路工程水泥混凝土试验规程进行。 1试验原材料及试验方法 2试验结果及分析 1 1试验原材料 水泥选用安徽宣城海螺 P 0 4 2 5水泥。 选用石粉为石灰岩石粉，粒径 0 0 7 5 m m 。 付磊，陆小军参加该项目研究 对同一配合比不同石粉含量机制砂混凝土进行对比试 验，研究不同石粉含量对混凝土工作性能、力学性能、干 缩性能和抗渗性能的影响。试验设计见表 1 。 6 2 0 1 1 粉煤灰 2 9 表 1 机制砂混凝土配合比 2 1石粉含量对机制砂混凝土拌合物性能的影响 石粉含量对机制砂混凝土拌合物性能影响见表 2 和图 1 ，得到很好的改善。试验结果表明石粉含量控制在 1 0 1 5 和易性为最佳。随石粉含量的增大，极细石粉颗粒 补充了机制砂混凝土中缺少的细颗粒，增大了浆集比，同 时石粉还起到微滚珠作用，减小了砂石间的摩擦力，从而 改善了混凝土的和易性。试验表明石粉含量超过 1 5 导致 混凝土需水量增大，使机制砂混凝土流动性显著降低。 袭 2 石粉含对机制砂混凝士和易性的影响 量 恻 檄 睿 石粉含量， 图 1 石粉含量对坍落度的影响 2 2石粉含量对机制砂混凝土力学性能的影响 通过试验，从机制砂混凝土的抗压强度、抗折强度、 抗拉强度和弹性模量几个方面来探讨机制砂对混凝土力学 性能的影响。试验结果见表 3 、图2 、图 3 和图4。 表 3 石粉含量对机制砂混凝土力学性能的影响 石粉对机制砂混凝土抗压强度的影响包括正效应和负 效应。正效应主要体现在适量的石粉含量 ( 石粉含量 2 0 ) 破坏了混凝土中最密实堆积结构使混凝土的胶集比偏离最 佳值，强度呈明显的降低趋势。 石粉含量对混凝土抗折强度的影响没有抗压强度那样 明显。随石粉含量的增加，抗折强度没有降低反有所提高。 劈裂抗拉强度试验表明，石粉含量在 1 5 以内，抗 拉强度提高，超过 1 5 抗拉强度随石粉含量增加而降低。 机制砂中适量石粉提高了水化产物的结晶程度，晶胶 比的提高使水泥石在外力作用下的变形减小，混凝土的弹 性模量增大。过高石粉含量会导致混凝土弹性模量的降低。 本试验结果表明机制砂中石粉含量控制在 1 5 最佳。 2 3石粉含量对机制砂混凝土干缩性能的影响 从表 4和图 5 混凝土干缩结果发现 ，石粉含量对干 缩率的影响随干缩龄期不同而不同。混凝土短龄期的干缩 率随石粉含量 ( 0 2 5 ) 增加而增大， 而长龄期的干缩率 在石粉含量 1 0 1 5 范围内有所减小，石粉含量超过 表 4 石粉含量对干缩性能的影响 55 0 5 0 0 45 0 4 0 0 1 0 0 5 0 0 l 3 7 2 8 6 0 9 O 龄期 d 图 5 不同石粉含量不同龄期干缩性能 1 5 干缩再次增大。原因在于石粉中许多微细粒子具有填 充作用，使混凝土孔结构细化并增加了毛细孔的曲折程度， 故适量的石粉对混凝土的干缩起到了一定的抑制作用。 2 4石粉含量对机制砂混凝土抗渗性能的影响 抗渗试验结果见表 5 ，图6 。当石粉含量为1 0 1 5 时，混凝土的水压抗渗性能最好，其主要原因也是由于当 机制砂中石粉含量较低时，混凝土浆体含量少，石粉可以 起到微集料效应，增加了混凝土的密实性。当石粉含量较 高时，水泥对石粉不能充分包裹，致使混凝土抗渗能力下 降，尤其是当石粉含量超过 1 5 时抗渗性能急剧下降。 表 5 石粉含量对混凝土渗透性影响 6 纛 有较好的改善。试验证明 1 0 一1 5 的石粉可以减少混凝 土的泌水，提高抗离析性和流动性，并能改善力学性能。 ( 2 ) 石粉具有微集料填充作用，使混凝土孔结构细化 并增加了毛细孔的曲折程度，适量的石粉对混凝土的收缩 起到了一定的抑制作用。 ( 3 ) 机制砂中适量的石粉， 可以改善混凝土的抗渗性 能，本实验石粉含量 1 0 一 1 5 时，混凝土的水压抗渗系 数最低。 参考文献 1 】D E WAR J D， A ND E R S ON R Ma n u a l o f R e a d y Mi x e d C o n c r e t e M】 2 n d L o n d o n ： Bl a c k i e Ac a d e mi c a n d P r o f e s s i o n a l ，1 9 9 2 ， 4 8 5 1 2 】C E L I K T , MA R A R K E f f e c t o f C r u s h e d S t o n e D u s t o n S o me P r o p e r t i e s o f C o n c r e t e J l C e m e n t a n d C o n c r e t e R e s e c h ， 1 9 9 6 ， 2 6 ( 7 ) ： l 1 2 1 - 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1 5 8 1 5 蔡基伟， 李北星， 周明凯， 等 石粉对中 低强度机制砂混凝土性能的影响 J 】 l 武汉理工大学学报， 2 0 0 6 ， 2 8 ( 4 ) ： 2 7 3 0 作者简介：刘小兵 ( 1 9 8 1 一 )， 男 ，硕士 ，主要从事建筑材料研发工作。 通讯地址： 镇江市檀山路8 号镇江建科院3 1 9 室； E m a i l ：l i u x i a o b i n g 1 2 2 6 1 6 3 t o m 收稿 日期： 2 0 1 1年 3月 2 9日 6 2 0 1 1 粉煤灰