砂含泥量對混凝土性能影響

砂含泥量對混凝土性能影響1試驗1.1原材料（1）水泥：華新水泥生產的P·O42.5級水泥，標準稠度用水量25.0%，比表面積379m2/kg，初凝168min，終凝220min，膠砂28d強度49.5MPa；（2）砂：巴河砂，細度模數2.7，屬中砂范圍；（3）石子：當地石灰石礦山開采，粒徑5～25mm連續(xù)級配，其中5～10mm：0～20%；10～20mm：25%～75%；20～25mm：10%～45%；25mm以上0～5%；（4）水：城市用自來水；（5）高效減水劑：中建外加劑廠產聚羧酸系高效減水劑，含固量10%～20%；（6）礦渣粉：中建粉磨站生產，比表面積410m2/kg，屬S95級礦粉；（7）粉煤灰：麻城電廠產Ⅰ級灰，篩余6.8%，需水比95%。其中，水泥、礦渣、粉煤灰主要化學成分見表1。1.2試驗方法（1）保證各標號混凝土配比和原材料不變的基礎上，依次改變河砂含泥量為0%，2.0%，4.0%，6.0%，考察不同含泥量對混凝土工作性能和抗壓強度的影響。為保證試驗的可比性，所有原材料一次性備齊，每組試驗在同條件下進行。（2）含泥河砂通過篩分試驗，收集0.075mm篩下泥土留樣備用；河砂通過水洗過篩去泥，篩洗后河砂含泥量視為0%；不同含泥量是通過后摻法進行調整，泥土用量按質量比稱取。（3）參照GB/T50080普通混凝土拌合物性能試驗方法標準，測試混凝土拌合物性能；參照GB/T50081普通混凝土力學性能試驗方法標準，測試各齡期的混凝土力學性能。2試驗結果與討論試驗以C25，C40，C60為例，系統(tǒng)研究砂含泥量對低、中、高標號混凝土性能的影響規(guī)律，各配合比設計見表2。其中：C25和C40配比外加劑含固量10%，C60配比外加劑含固量20%。2.1砂含泥量對混凝土工作性能的影響目前，隨著工程施工的機械化普及，對混凝土的流動性和坍落度損失要求越來越高，流動性不好、坍落度損失較大，都將使混凝土的質量和施工性能受到嚴重影響。砂含泥量作為影響混凝土工作性能的重要指標，應該引起人們的足夠重視。試驗采用表2配比，單因素改變河砂含泥量分別為0%，2.0%，4.0%，6.0%，考察河砂不同含泥量對混凝土坍落度、擴展度的影響，試驗結果見圖1，2。從實驗結果可以看出，各標號混凝土的擴展度均隨著含泥量的增大而減小，C40，C60混凝土坍落度也呈現(xiàn)相同變化趨勢，但C25混凝土坍落度在一定含泥范圍內隨著含泥量的增加而增加。因為C25混凝土膠凝材料用量少，黏聚性和裹漿量不好；當含泥量較少時，測坍落度容易出現(xiàn)“草帽”狀，造成坍落度偏小擴展度很大的現(xiàn)象；當含泥量增加時C25混凝土黏聚性逐漸變好。這是因為泥作為粉狀材料，對混凝土的膠凝材料有一定的補充，起到了摻合料的填充作用，能夠改善新拌混凝土的和易性。當含泥量提高到一定量以后，其對聚羧酸外加劑的吸附量增加明顯，并起著主導作用，表現(xiàn)為混凝土流動性變差、損失變快。2.2砂含泥量對混凝土外加劑摻量的影響原材料和配合比不變的情況下，單因素改變河砂含泥量為0%，2.0%，4.0%，6.0%，通過調整外加劑摻量改變混凝土工作性能，考察混凝土坍落度達到220～230mm時外加劑摻量的變化規(guī)律，結果見圖3。圖3實驗結果表明，隨著含泥量的增加各標號混凝土達到相應坍落度時的外加劑摻量均不斷增加，含泥量從2%增加到6%，達到流動度要求的外加劑摻量基本增加一倍左右。這是由于黏土顆粒對外加劑的吸附造成外加劑的減水效果降低，同等條件下相當于減少了外加劑的摻量，使混凝土達不到預期效果。此外，試驗過程中隨著含泥量的增加，雖然通過增加外加劑摻量能夠使混凝土達到目標坍落度，但是混凝土拌合物擴展度仍然隨之減小，這是由于含泥量增加使混凝土的黏聚性和保水性得到改善，雖然拌合物坍落度能夠達到，但流動性變差。不含泥的對比試樣均出現(xiàn)黏聚性不好、泌水和抓底現(xiàn)象，隨著含泥量增大上述現(xiàn)象得到改善，這也說明黏土對水和外加劑的吸附能力較強。2.3砂含泥量對混凝土坍落度損失的影響保證原材料和配合比不變的情況下，單因素改變河砂含泥量為0%，2.0%，4.0%，6.0%，通過調整外加劑摻量使混凝土初始坍落度達到220～2300mm，試驗觀察混凝土10h坍落度損失變化規(guī)律，見圖4。圖4實驗結果表明，隨著含泥量的增加各標號混凝土1h坍落度損失逐漸增大，其中含泥量為6%時C40強度等級混凝土損失最大，1h坍落度僅800mm。可見隨著含泥量增加，雖然可以通過增加外加劑摻量來調整混凝土的初始坍落度，但是坍落度的經時損失卻難以得到保證。因泥粉不僅對外加劑有較強的吸附能力，對自由水的吸附能力也較強，通過增加外加劑摻量改變混凝土工作性能后，干泥粉并未達到飽和吸水，當體系中的自由水遇到泥粉顆粒后又被吸附，從而使混凝土拌合物工作性能下降，隨著水泥顆粒的水化和泥粉對自由水的吸附，混凝土的坍落度逐漸降低。2.4砂含泥量對混凝土強度的影響保證原材料不變的情況下，采用表2配合比，單因素改變河砂含泥量為0%，2.0%，4.0%，6.0%，測試混凝土7d，28d強變化規(guī)律，見圖5、6。圖5，6實驗結果表明：（1）含泥量從2%增加到6%，70d強度下降情況是:C25混凝土下降37.9%，C40混凝土下降23.1%，C60混凝土下降16.0%；28d強度下降情況是:C25混凝土下降22.2%，C40混凝土下降18.8%，C60混凝土下降13.9%。從強度下降率來看，含泥量對低標號混凝土強度影響較高標號混凝土強度影響更大，對混凝土早期強度影響較后期強度影響更大；但從強度下降絕對值來看，含泥量對高標號混凝土強度影響更大。（2）隨著含泥量增加，各標號混凝土強度整體均成下降趨勢，這是因為天然砂中的泥粒徑一般小于0.050mm，這些極細粉易包裹在集料表面，妨礙集料與水泥石之間的粘結，形成軟弱的界面層，成為混凝土中的薄弱區(qū)；在受到外力破壞時混凝土的薄弱區(qū)極易被破壞，導致混凝土的強度性能降低。3結論（1）隨著砂含泥量增加，混凝土擴展度逐漸減?。荒z凝材料充足的情況下，含泥量增加坍落度逐漸減小，黏土顆粒的填充作用可改善混凝土的粘聚性；當膠凝材料不足時，一定范圍內可使混凝土拌合物工作性能得到改善。如C25混凝土，含泥量小于4%時，混凝土坍落度隨含泥量的增加而有小幅提高。（2）由于黏土顆粒對外加劑和自由水的吸附作用，當含泥量增加時需要提高外加劑摻量才能使混凝土拌合物達到