机制砂石粉对高强度混凝土性能的影响.pdf

1 4 低温建筑技术 2 0 1 6年第 1 期 ( 总第 2 1 1期 ) DO I ： 1 0 ． 1 3 9 0 5 ／ j ． c n k i ． a w j z ． 2 0 1 6 ． O 1 ． 0 0 6 机制砂石粉对高强度混凝土性能的影响 李嵩林 。 ， 耿 ( 1 ．招商局重庆 交通科研设计院有 限公司 ． 重庆4 0 0 0 6 7： 波 ， 尚军年 2 ．桥梁工程结构动力学国家重点实验室， 重庆4 0 0 0 6 7) ‘ 【 摘要】 文中针对云南滇东北某高速公路桥用 C 5 0机制砂混凝土进行试验， 研究机制砂石粉含量对高强 度机制砂混凝土工作性、 力学性 、 抗渗性、 抗冻性等影响规律， 提出合理的石粉含量控制值。 【 关键词】 机制砂混凝土； 石粉含量； 抗压强度； 耐久性 【 中图分类号】 T U 5 2 8 ． 3 1 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 ( 2 0 1 6 ) 叭 一 0 0 1 4— 0 2 与天然砂相比， 机制砂在生产过程中， 不可避免地 要产生粒径小 于 7 5 m的石 粉 。而相 关研 究表 明 ， 机 制砂中的石粉对混凝土的影响具有双重性⋯， 机制砂 中石粉含量控制在适量的比例时， 对机制砂配制混凝 土性能有着改善的作用， 而当石粉含量超过最佳值后， 增加石粉含量， 对机制砂混凝土性能有反作用， 会增加 混凝土拌和物 的离析倾 向， 影 响混凝土表面的耐久 性 。 。文 中针对 云南滇东北某 高速公 路桥用 C 5 0机 制砂混凝土进行试验， 研究机制砂石粉含量对高强度 机制砂混凝土的影响规律， 提出合理的石粉含量控制 值 。 1 原材料 湖北华新水泥 P ． 0 5 2 ． 5 ， 一级粉煤灰， 聚羧酸高 性能减 水 剂 ， 砂 分 为 四种 ： 未 除 粉 的原 砂 石 粉 含 量 1 2 ． 8 ％、 除粉砂石粉含量 7 ％、 除粉砂石粉含量 5 ％、 除 粉砂石粉含量 0 ％ ， 粗骨料为： I I 级骨料与 I I I 级骨料 混合 ， 搭配比例为 6 ： 4 ， I I 级骨料 5～ 1 5 m m灰岩级配碎 石， I I I 级骨料 1 5— 2 5 m m灰岩级配碎石。 2试验方法 ( 1 ) 坍落度。依据规范中的水泥混凝土拌合物 稠度试验方法 ( 坍落度仪法 ) 。通过该试验测定混 凝土拌合物坍落度、 扩展度 ， 观察混凝土拌合物黏聚 性 、 保水性、 流动性等， 综合判定拌合物工作性能。 ( 2 ) 混凝土抗压强度。依据规范 ， 采用标准 试块 ： 1 5 0 m m 1 5 0 m m X 1 5 0 m m， 标 准养护 2 8 d ， 测定其 抗压强 度值 ， 试件加荷 速度取 为 0 ． 5 M P a ／ s ～ 0 ． 8 M P a ／ s ( 1 1 ． 2 5 k N ／ s～1 8 k N ／ s ) 。 ( 3 ) 混凝土抗渗性。选用电通量法 ， 其原理是 将 直径 9 7 ra m 5 0 m m的混凝土试 样经真 空饱水后 ， 在 标准夹具下 ， 通过 0 ． 3 m o l ／ L的 N a O H溶 液和质量浓 度 3 ％的 N a C 1 溶液给混凝土试样施加 6 0 V直流电， 正负 离子会在 电场的作用下发生迁移 ， 通 电 6小时 ， 根据渡 过的电量来反映混凝土 的抗渗性 。 ( 4 ) 混凝土抗冻性。依据规范 ， 现场切割尺 寸为 1 0 0 m m1 0 0 m m X 4 0 0 m m的棱柱体试件， 每组 3 根 ， 在试 验过程中可连续使用 ， 按《 水 泥混凝 土试件 制 作与硬化水泥混凝土现场取样方法》 规定进行试件的 制作和养护。当冻融至3 0 0次循环或试件的相对动弹 性模量下降至6 0 ％以下或试件的质量损失率达 5 ％ ， 停止试 验。 ( 5 ) 混凝土配合比。 表 1 机制砂混凝土配合 比 工况 石粉含量 水 水泥 粉煤灰 机制砂 粗骨料 减水剂掺量 序号 ／ ％／ k g m- 3 ／ k g I11 一 k g m～ ／ k g m- 3 ／ k g m一 ／ ％ 1—4 0、 5、 7、 1 2 1 7 0 4 2 5 7 5 7 3 0 1 0 5 0 1 ． 1 3 试验结果及分析 3 ． 1 石粉含 量对混 凝土和易性影响分析 石粉含 量对混 凝土和易性试验结 果见 表 2 。试验 结果表明， 当石粉含量控制在 5 ％ ～ 7 ％左右工作性最 佳 。当石粉含量较 低时 ， 随着石粉含量的增加 ， 石粉可 完善级配的作用， 减小颗粒间的空隙， 排出空隙中的部 分水分， 使 自由水增加， 从而使浆体流动性增大， 改善 混凝土工作性能。而当机制砂中石粉含量超过 1 2 ％ 时， 石粉增加了总体比表面积 ， 增加了用水量的需要， 混凝土工作性降低。 表 2 石粉含量对机制砂混凝土工作性的影响 3 ． 2 石粉含量对混凝土力学性影响 机制砂石粉含量对混凝土抗压强度的影响见表 3 。试 验结果 表 明， 石 粉含 量在 5 ％ 左右 ， 抗压 强度 最 大 ， 7 d的 抗 压 强 度 已 达 到 5 4 ． 1 M P a ， 2 8 d强 度 达 到 6 7 ． 6 MP a 。当石粉含量较低时 ， 随着石 粉含量 的增加 ， 李嵩林等： 机制砂石粉对高强度混凝土性能的影响 1 5 混凝土抗压强度增大。当石粉含量超过 7 ％， 随时石 粉含量 的增加 ， 混凝 土抗 压强度反而减小 。 表3 石粉含量对机制砂混凝土力学性的影响 3 ． 3石粉含量 对混 凝土耐久性影响 从表4可知： 以下四组混凝土试件测试结果显示， 电通量均小于 1 0 0 0 C ， 氯离子渗透性非常低； 配合 比基 本参数相同的情况下， 石粉含量在 5 ％时， 电通量达到 最小值 ， 之后随着石粉含量的增加， 电通量呈增加的趋 势 ； 石粉含量的增加对 电通量的影响较小。 从表 5可知 ： 以下四组混凝土试件的相对动弹性 模量略有下降， 但都大于 9 0 ％， 表现出良好的抗冻性； 随着石粉含量的增加， 机制砂混凝土的抗冻性能略有 降低 ， 说明石粉含量的变化对混凝土抗冻性影响甚微。 表4 石粉含量对机制砂混凝土抗渗性的影响 工况 序号 配合比特点 相对动弹性模量／ ％ 石粉含量 循环次数 ／％ 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 4结语 ( I ) 针对滇东北 C 5 0机制砂混凝土配合比， 石 粉含量 宜控制在 5 ％ 一 7 ％左右 。 ( 2 ) 石粉含量对混凝土性能的影响体现了正负 影响， 当石粉含量较低时， 增加石粉含量可有效改善混 凝土性能， 当超过某一最佳值时( 文中石粉含量最佳 值 5 ％) ， 石粉含量对混凝土性能起负作用。 ( 3 ) 石粉含量在 1 2 ％以内的范围变化 ， 对混凝 土抗渗性 、 抗冻性影 响较小 。 参考文献 [ 1 ] 徐健 ， 蔡基伟 ， 王翟 良， 等 ．人工 砂与人工砂混 凝土的研究 现 状[ J ] ．国外建材科技， 2 0 0 4 ， 2 5 ( 3 ) ： 2 0 — 2 4 ． [ 2 ] 李兴贵 ． 高石粉含量人工砂在混凝土中的应用研究[ J ] ． 建 筑材料学报 ， 2 0 0 4， 7 ( 1 ) ： 6 6— 7 1 ． [ 3 ] 唐祥正 ． 关于云南省人工砂应用及生产中的几个问题[ J ] ． 云南建材 ， 2 0 0 1 ， ( 4 ) ： 3 5—3 7 ． [ 4 ] 吴明威， 付兆岗， 李铁翔等． 机制砂混凝土中石粉含量对混凝 土性能影响试验研究[ J ] ． 铁建建筑技术， 2 0 0 4 ， ( 4 ) ： 4 6— 5 0 ． [ 5 ] 蔡基伟 ， 胡晓曼 ， 李北星 ．石粉含量对 机制砂 混凝土工作性 与 抗压强度的影响[ A ] ； 第九届全国水泥和混凝土化学及应用 技 术会议论 文汇编 ( 上卷 ) ， 2 0 0 5． [ 6 ] 李美利 ．机制砂 中石粉 含量对 混凝 土抗压 强度 的影 响 [ J ] ． 河南建材 ， 2 0 0 1 ， ( 3 ) ： 4 3— 4 6 ． [ 7 ] 廉慧珍， 路新诚 ． 按耐久性设计高性能混凝土的原则和方法 [ J ] ． 建筑材料学报， 2 0 0 1 ， ( 1 ) ： 8 一l 1 ． [ 8 ] J r G E 3 0 — 2 0 0 5 ， 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程[ s ] ． [ 收稿 日 期1 2 0 1 5 —1 1 一 o 9 [ 作者简介] 李嵩林( 1 9 8 7 一) ， 男， 重庆人， 硕士， 工程师， 从事 新型材料相关 研究。 本刊投稿需知 《 低温建筑技术》 编辑部所录用的稿件要求 ： 1 ． 论文是作者独立取得的原创性研究成果 ， 内 容不涉及国家机密。 2 ．论文未曾以任何形式 、 用任何文种在国内外 公开发表过 。 3 ．内容不侵犯他人著作权 和其他权利 ， 否则著 作权人将承担由于论文内容侵权而产生的全部责 任， 并赔偿由此给编辑部造成的全部损失。