硅質(zhì)機(jī)制砂中石粉含量對(duì)混凝土流動(dòng)性能的影響及改善

1、硅質(zhì)機(jī)制砂中石粉含量對(duì)混凝土流動(dòng)性能的影響及改善隨著我國(guó)的建設(shè)量不斷增加， 優(yōu)質(zhì)天然河砂的短缺對(duì)混凝土的制備產(chǎn)生很大的制約，為解決這個(gè)問(wèn)題，機(jī)制砂的使用越來(lái)越多，但是使用過(guò)程中也出現(xiàn)了許多問(wèn)題， 現(xiàn)在使用較多的機(jī)制砂主要是天然石灰?guī)r生產(chǎn)的鈣質(zhì)機(jī)制砂。石灰石質(zhì)石粉機(jī)制砂已經(jīng)有很多人進(jìn)行了大量的研究，并取得不小的成果， 而硅質(zhì)石粉機(jī)制砂卻鮮有探究。宋少民等人通過(guò)研究提出石灰石粉可以作為混凝土礦物摻合料一個(gè)組成部分以彌補(bǔ)優(yōu)質(zhì)粉煤灰不足的觀點(diǎn)。 周明凱等人研究認(rèn)為石灰石質(zhì)石粉具有晶核效應(yīng)，它可以與水泥中的C3A 和 C4AF 在水化反應(yīng)過(guò)程中生成水化碳酸鈣與其它水化產(chǎn)物相互搭接， 從而提高了水泥石的強(qiáng)

2、度與耐久性。范德科等人研究表明將機(jī)制砂中石粉含量控制在一定的量，其強(qiáng)度和工作性能最佳。硅質(zhì)石粉吸附性要比鈣質(zhì)石粉強(qiáng)得多，石粉含量較高的機(jī)制砂混凝土較為黏稠，流動(dòng)性不高。改性劑的引入，混凝土的流動(dòng)度大大增 加，保證施工過(guò)程的順利進(jìn)行，并且控制好改性劑的比例和用量，并 不會(huì)對(duì)強(qiáng)度造成影響， 兩者相互配合對(duì)混凝土的和易性有一個(gè)較大的躍升。原材料及試驗(yàn)方法原材料水泥：石家莊鹿泉金隅鼎鑫生產(chǎn)PO42.5 水泥，主要指標(biāo)見(jiàn)表 1；河北金泰成公司生產(chǎn)的礦渣粉，S95級(jí)，比表面積測(cè)試為430m2/kg，活性指數(shù)測(cè)試為105%；金泰成公司級(jí)粉煤灰， 45m篩余量為 8.7%，需水量比測(cè)試為98%。機(jī)制砂，青島梨

3、溝地區(qū)水洗砂及石粉，灰埠地區(qū)水洗砂及石粉。各項(xiàng)系數(shù)如表 2，主要成分及其含量見(jiàn)表3；粗骨料：石家莊地區(qū)碎石，5mm 20mm連續(xù)級(jí)配，壓碎值為11.9%，表觀密度為 2.65g/cm3。西卡高性能減水劑：固含量為15%，黃色的液體。1.2試驗(yàn)方法砂漿流動(dòng)度依據(jù)通用硅酸鹽水泥GB/T175-2007中凈漿流動(dòng)度方法進(jìn)行測(cè)定； 砂漿強(qiáng)度根據(jù)水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn) GB/T17671-1999 進(jìn)行砂漿試件的成型、養(yǎng)護(hù)和強(qiáng)度測(cè)定?；炷凉ぷ餍阅芤罁?jù)普通 混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50080-2016測(cè)定；規(guī)定的坍落度法混凝土強(qiáng)度依據(jù)普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50081-2002 測(cè)定

4、混凝土的強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果與分析改性劑對(duì)砂漿流動(dòng)性影響試驗(yàn)結(jié)果與分析（ 1）選用砂漿試件各組分的質(zhì)量比為砂水泥水減水劑=700 350 140 3，分別摻雜 0、3%、6%、9%、12%的石粉代替標(biāo)準(zhǔn)砂，在標(biāo)準(zhǔn)砂中添加改性劑砂漿流動(dòng)性都得到很大的提高， 并且當(dāng)石粉含量增加到 9%時(shí)，砂漿的流動(dòng)度達(dá)到 180mm 以上且 60min 內(nèi)損失很小的要求，如圖 1。圖 2 改性劑對(duì)機(jī)制砂砂漿流動(dòng)性的影響因兩種石粉機(jī)制砂中的石粉含量較高，提高水與減水劑組分至 砂水泥水減水劑=700350175 5，在機(jī)制砂中添加改性劑砂漿流動(dòng)性亦明顯提高，如圖2。）將兩種機(jī)制水洗砂石粉含量調(diào)至10%，梨溝水洗砂組提高 水

5、與減水劑組分至砂水泥水減水劑=700 350150 4時(shí)流動(dòng)度達(dá)到滿足要求的極限0、30min、60min 分別為 180mm、190mm、190mm?；也核瓷敖M調(diào)高水量到提高水與減水劑組分至砂水泥 水減水劑 =700 350 1604 時(shí)亦達(dá)到滿足要求的極限流動(dòng)度0、30min、60min 分別為 205mm、208mm、182mm。）將石粉含量調(diào)至12%，加入改性劑的情況下，梨溝水洗砂 組提高水與減水劑組分至砂水泥水減水劑=700350150 4時(shí)，流動(dòng)度達(dá)到滿足要求的極限0、30min、60min 分別為 193mm、 198mm、198mm。灰埠水洗砂組提高水與減水劑組分至砂水泥水減

6、水劑 =700 350 160 5時(shí)滿足要求的極限流動(dòng)度為0、30min、60min 分別為 208mm、200mm、203mm。改性劑對(duì)砂漿強(qiáng)度影響試驗(yàn)結(jié)果與分析為測(cè)定改性劑對(duì)砂漿強(qiáng)度的影響，設(shè)計(jì)了三大組砂漿試驗(yàn)， 即 I、II 、III組砂漿試件，三大組砂漿試件的質(zhì)量比如砂漿流動(dòng)度試驗(yàn)，各組砂漿的強(qiáng)度如表4。）第 I 大組中， I-1 與 I-2 ，除了后者加入改性劑外，其他組分完全相同， 可見(jiàn)兩者的強(qiáng)度相差無(wú)幾。 因此改性劑的加入并不會(huì)影響標(biāo)準(zhǔn)砂砂漿的強(qiáng)度。）第 II 、III 大組中，機(jī)制砂增加石粉含量并添加改性劑與機(jī)制砂空白組進(jìn)行對(duì)比，可見(jiàn)II-2 、III-2 、III-3的強(qiáng)度略

7、大于與其相對(duì)應(yīng)的 II-1 、III-1的強(qiáng)度。因此改性劑的加入亦不會(huì)影響機(jī)制砂砂漿的 強(qiáng)度。石粉含量在一定范圍內(nèi)的增加使得砂漿空隙率降低，結(jié)構(gòu)更加致密，有利于強(qiáng)度的提高。改性劑對(duì)混凝土坍落度影響試驗(yàn)結(jié)果與分析為研究改性劑對(duì)機(jī)制砂混凝土坍落度及強(qiáng)度的影響， 本試驗(yàn)選取強(qiáng)度等級(jí)為 C30 的混凝土進(jìn)行試驗(yàn)， 其配合比見(jiàn)表 5。表 5 中石粉為除機(jī)制砂中本身含有的外添加的量。圖 3 為兩種機(jī)制砂0、30min 坍落度，可見(jiàn)加入改性劑后，機(jī)制砂混凝土的初始坍落度明顯增大， 且加入改性劑的組別30min 后損失很小，均仍能滿足其工作性能。改性劑的引入，大大提高了機(jī)制砂流 動(dòng)度，解決了機(jī)制砂混凝土和易性差的問(wèn)題。圖 4 改性劑對(duì)機(jī)制砂混凝土強(qiáng)度的影響由圖 4 可見(jiàn)，梨溝砂 C30 混凝土加入改性劑后IV-2 的強(qiáng)度與 IV-1 幾乎相同， 灰埠砂 C30 混凝土加入改性劑后V-2 的強(qiáng)度與 V-1 比，有略微的降低。加入改性劑后，機(jī)制砂混凝土和易性大大提高，并且不 會(huì)對(duì)其強(qiáng)度有太大影響。結(jié)論）改性劑的引入可以大幅度提高機(jī)制砂砂漿的流動(dòng)性， 且并不會(huì)對(duì)強(qiáng)度造成影響。 石粉量的增加可以提高砂漿的密實(shí)度，起到提升砂漿抗壓強(qiáng)度的作用。）將機(jī)制砂混凝土中的石粉含量控制在10%12%之內(nèi)（梨