甘肃通渭地区机制砂混凝土的实际应用.pdf

甘肃通渭地区机制砂混凝土的实际应用李玉成(甘肃省第五建设集团有限责任公司 甘肃 天水)摘 要:天然砂石资源的匮乏 致使机制砂应用于实际工程成为了必然趋势 石粉作为机制砂生产中的副产品 对混凝土的性能有着重大影响 以甘肃通渭地区墨香书画小镇工程为依托 主要进行了和易性、力学性能、抗冻融循环性能相关试验 研究了机制砂中石粉含量的变化对混凝土性能的影响 验证了机制砂混凝土在实际工程应用中的可行性 试验结果表明:和易性 机制砂中石粉含量变化曲线中 当石粉含量为 时曲线出现了最大值 坍落度甚至高达 扩展度高达 与构件同条件养护下的 混凝土试件抗压强度在机制砂中石粉含量为 时达到最大值 次冻融循环后 机制砂中石粉含量为 时 试件质量损失率仍低于 关键词:混凝土 机制砂 石粉 和易性 强度中图分类号:文献标识码:文章编号:()我国现阶段正处于大规模经济建设阶段 大量兴建基础设施 而天然河砂资源匮乏且开采受限已经远远不能满足工程建设规模日益扩大的需要目前许多工程中 已经将在工地现场开采的岩石进行破碎制成砂石骨料 其中经过筛分后小于 的细骨料称为人工砂或机制砂 在机制砂的生产过程中不可避免的产生大量小于 石粉 而清洗或筛除石粉必定会增加机制砂生产成本 且造成自然资源的浪费和自然环境的污染机制砂中石粉含量对混凝土的和易性、流变性能等影响较大 杨玉辉等研究表明 使用机制砂配置的 混凝土 其石粉含量为 工作性最佳李凤兰等的研究结果显示 石粉的含量在 时 机制砂混凝土的和易性和流动性能最佳 而当石粉含量高于 时 机制砂混凝土的和易性和流动性逐渐变差 程小栓等研究显示 低强混凝土石粉含量控制在 较为合适 而高强混凝土为 较为合适 对于低强度混凝土 杨家伟认为 石粉含量为 时 低强度等级混凝土和易性最佳、杨海峰等人研究表明 机制砂石粉含量在 左右时 混凝土的抗压、抗折强度最佳 许德兴认为 石粉含量的增加会使力学性能变差 王稷良等认为 低强度的机制砂混凝土在石粉含量超过 时抗冻性能大幅降低 高震宇研究不同石粉含量对 混凝土性能的影响 研究表明 石粉含量为 时混凝土抗冻性能最佳 杨卓强等研究结果显示 石粉含量对机制砂混凝土的抗冻性能几乎没有影响 在实际工程中可不考虑石粉含量变化对混凝土抗冻性能的影响综上所述 石粉含量对机制砂混凝土的和易性、强度和抗冻性能影响很大 因此必须通过试验确定机制砂混凝土中的最佳石粉含量 本文基于甘肃通渭地区墨香书画小镇工程 通过试验研究 分析了不同石粉含量的机制砂混凝土塌落度、扩展度变化规律 并结合同条件养护 后的混凝土抗压强度、弹性模量及抗冻融循环次数 探究了机制砂在实际应用时的最优含量范围 论证的机制砂在甘肃通渭地区应用的可行性 进而为机制砂在甘肃的发展提供依据 工程概况该工程为通渭县墨香书画小镇翰墨文化中心建设项目翰墨文化艺术中心项目(楼)北临通渭县温泉路宋堡村 南靠滨河路 总建筑面积约为 其中 楼建筑面积 建筑高度为 框架剪力墙结构 无地下室 地上层 结构设计使用年限为 年 抗震设防烈度为 度 结构安全等级为一级 耐火等级为二级本工程为大型文化馆建筑 首层为值班管理、展厅、藏品库、办公室、消防泵房、消防水池、换热站、空调机房、二层为放映厅 展厅、值班室、办公区、文化活动艺术区、设备间、三层为多功能室、阅览室、报告厅、储物室、化妆间、设备间 试验 原材料试验水泥采用祁连山 普通硅酸盐水泥各项指标达到国家标准 化学成分性能指标见表 其比表面积为/密度为 /试验所需的机制砂来自通渭县宋堡村文化中心建设现场其母岩岩性为石灰岩 粗骨料由粒径为 小石及 中石所组成 岩性为花岗岩 年 月第 卷第 期 建材发展导向 表 水泥化学组成烧矢量 配合比该工程实际应用时混凝土配合比如表 表 配合比(/)强度水胶比水泥水机制砂碎石粉煤灰石粉含量()、试验方案首先 通过筛分机 将机制砂中石粉含量调整为、及 然后根据所调整的不同机制砂 成型混凝土 并测量拌合物扩展度、塌落度 待测量完成后 将拌合物装入尺寸为 的立方体试模 并于 后脱模后进行同条件养护 后进行抗压强度与冻融循环试验其中混凝土和易性试验参考 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 进行 抗压强度试验参考 普通混凝土力学性能试验方法标准 进行 冻融循环试验参考 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准 进行 结果分析 和易性分析在水灰比一定时 机制砂内石粉含量从 增大到 的过程中 混凝土的坍落度和扩展度均表现出增大的趋势 其中石粉含量为 时 混凝土坍落度高达 扩展度高达 而当石粉含量超过 后 混凝土的坍落度和扩展度随石粉含量的增大不断减小 这也说明 合理的石粉含量能有效提升混凝土的工作性能 石粉含量在 之间时 混凝土拌合性能较好 有分析 也认为 在混凝土拌合物搅拌时 机制砂的棱角多、光滑圆润度不够 而石粉形成的粉浆体起到润滑作用 能减小砂石骨料间的摩擦力改善混凝土和易性而当石粉含量超出某范围时 混凝土拌合物的水分会被石粉吸收 但是由于水胶比保持不变 没有充足的水分导致拌合物流动度减小 和易性下降 力学性能分析在水灰比一定时 机制砂混凝土的轴心抗压强度随着石粉含量增加而呈现出先增大后减小的趋势石粉含量 时 机制砂混凝土轴心抗压强度达到最大值 有分析 认为 在石粉含量处于合理范围时 石粉能起到微集料的作用会填充混凝土内的孔隙结构 有效改善混凝土中水泥浆体与骨料界面过渡区的孔隙特征 提升界面过渡期力学性能 此外 石粉能和水泥中的、发生反应生成致密的水化碳铝酸钙 使得水泥石更加的密实 而当石粉含量超出一定的范围时 破坏了胶凝材料的紧密堆积结构 使得颗粒级配变得不合理浆体变黏稠、混凝土拌合物的流动性与和易性变差使集料之间的作用力下降 并且 石粉含量过高时会对水产生包裹作用 降低了水泥浆体的水化效率 导致水泥石的强度降低 最终致使混凝土的强度下降 弹性模量分析从图 可以看出 在水灰比一定的情况下 石粉含量从 增加到 时 混凝土的弹性模量呈增长趋势 且在 时弹性模量达到最大 而当石粉含量超过 时 混凝土的弹性模量呈减小趋势 分析认为 在石粉含量合理的情况下 石粉能填充骨料之间的间隙或孔隙 增加混凝土的密实性并且 当石粉过低时 不能有效填充混凝土中的孔结构 过高则又使得混凝土的浆体总量增大最终导致弹性模量的下降图 石粉含量与弹性模量的关系 建材发展导向 年 月第 卷第 期 冻融循环分析图 为不同石粉含量的机制砂混凝土冻融循环后质量损失率 可以看出 混凝土质量损失率随着冻融循环次数的增加而增大 且在冻融循环次数相同时 混凝土质量损失率随着石粉含量的增加呈现出先减小后上升趋势 其中 石粉含量为 时混凝土在经过 次冻融循环后质量损失率仍小于 而石粉含量为其他值时 冻融循环 次时混凝土质量损失率远大于 此外 石粉含量为 和 时 混凝土在经过 次循环后质量损失率高达 和 分析认为 在冻融循环的环境中 石粉含量对混凝土性能影响较大 当十分机制砂中石粉含量为 时 混凝土抗冻融循环侵蚀能力最好 其原因主要为 适量的石粉能够细化混凝土内的孔结构 使混凝土更加密实图 不同石粉含量混凝土冻融循环次数 结语依托甘肃通渭地区墨香书画小镇工程 研究了不同机制砂中石粉含量对 混凝土和易性、强度及抗冻融循环侵蚀性能的影响 主要结论如下)适量的石粉含量能提升混凝土的和易性能而当石粉含量过低或过高则会导致混凝土的变黏稠、和易性能下降 其中 石粉含量在 左右其机制砂混凝土工作性能最优)合理的石粉含量可以优化机制砂混凝土孔结构 降低混凝土内的孔隙率 提升混凝土的密实度从而提升强度及抗冻融循环侵蚀性能 并且 机制砂中最优石粉含量范围为 参考文献:杨玉辉 周明凯 赵华耕 机制砂泵送混凝土的配制及其影响因素.武汉理工大学学报 ():李凤兰 朱倩 徐阳洋 级原状机制砂混凝土试验研究.混凝土():程小栓 黄慧君 机制砂石粉含量对混凝土工作性能的影响.公路交通科技:应用技术版 ():杨家伟 李固华 于春辉 等 石粉对低强度机制砂混凝土和易性的影响.四川建筑科学研究 ():.:杨海峰 蒋家盛 李德坤 等 机制砂再生混凝土基本力学性能与微观结构分析.硅酸盐通报 ():许德兴 洪一粟 林小康 机制砂中石粉含量对混凝土性能的影响.江西建材 ():王稷良 周明凯 贺图升 等 石粉对机制砂混凝土抗渗透性和抗冻融性能的影响(英文).硅酸盐学报():高震宇 石粉含量对机制砂混凝土性能的影响.北方交通():杨卓强 刘元珍 石粉掺量对机制砂高性能混凝土强度及耐久性能影响研究.混凝土():.():袁晓庭 机制砂石粉含量对混凝土性能的影响分析.工程机械与维修():李林 张学峰等 花岗岩机制砂石粉含量对混凝土性能的影响.交通科技():张凌强 陈倩 黄兴 等 石粉含量对 花岗岩机制砂混凝土性能的影响.硅酸盐通报 ():黎鹏平 范志宏 熊建波 等 石粉对胶凝材料水化性能及路面混凝土力学性能的影响.混凝土():李秋圆 刘钦超 高石粉含量机制砂对于混凝土性能的影响.城市地理():收稿日期:作者简介:李玉成()男甘肃临洮人本科工程师从事建材技术与管理工作(责任编辑:周屏昆)年 月第 卷第 期 建材发展导向