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                混凝土中加入的機(jī)制砂和石粉的適宜含量是多少?
                混凝土中加入的機(jī)制砂和石粉的適宜含量是多少?
                來(lái)源:砼商網(wǎng) 作者:砼商小編 發(fā)布日期:Aug 10, 2020 閱讀次數(shù):1763 收藏 打印 

                隨著天然砂的日益匱乏,機(jī)制砂在混凝土中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,機(jī)制砂代替天然砂在混凝土中使用將成為必然的趨勢(shì)。為此,福建省適時(shí)地出臺(tái)相應(yīng)的文件,要求分批次、分區(qū)域采用機(jī)制砂拌制混凝土,緩解天然砂短缺的現(xiàn)狀。本文著重研究了機(jī)制砂混凝土中不同砂率、不同石粉含量對(duì)混凝土性能的影響,總結(jié)出相關(guān)規(guī)律,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)制砂的更好的利用。


                   



                機(jī)制砂的特點(diǎn)及石粉的作用機(jī)理



                機(jī)制砂的特點(diǎn)


                (1)表面粗糙、棱角多。

                (2)細(xì)度模數(shù)大,顆粒級(jí)配集中,通過(guò)0.315mm篩孔的顆粒在8%~13%之間。

                (3)孔隙率大。





                石粉的作用機(jī)理


                (1)微集料填充作用。石粉顆粒很小,在混凝土中可起微集料作用,充填到微小的孔隙中,同時(shí)參與水化反應(yīng),物理充填和水化反應(yīng)產(chǎn)物充填共同作用,比惰性微集料單純的物理充填效果更好,使混凝土更加密實(shí),從而提高了混凝土的強(qiáng)度。



                (2)保水增稠作用。一方面石粉可以吸收混凝土中的用水,在一定程度上增加混凝土的單位立方米用水量,隨著石粉含量提高,混凝土的黏度不斷增大,有效降低了混凝土拌合物離析和泌水的風(fēng)險(xiǎn);另一方面,在混凝土硬化過(guò)程中,石粉會(huì)釋放其吸收的水分,用于補(bǔ)償混凝土后期水化用水,從而減少了混凝土的收縮。




                原材料及試驗(yàn)方法



                原材料


                (1)水泥:春馳P.O42.5R;

                (2)細(xì)集料:花崗巖加工的機(jī)制砂(II級(jí)砂、細(xì)度模數(shù)為3.6、石粉含量9.6%);

                (3)粗集料:5~31.5mm的連續(xù)粒級(jí)的花崗巖碎石;

                (4)石粉:機(jī)制砂成產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的石粉;

                (5)外加劑:聚羧酸Point-400S減水劑,含固量13.6%,減水率20%;

                (6)自來(lái)水。




                實(shí)驗(yàn)方法


                混凝土拌合物性能依據(jù)GB/T50080《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定進(jìn)行,混凝土抗壓強(qiáng)度依據(jù)GB/T50081《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定進(jìn)行。




                試驗(yàn)結(jié)果與分析



                實(shí)驗(yàn)配合比


                以C30機(jī)制砂泵送混凝土為研究對(duì)象,主要研究了機(jī)制砂砂率、石粉含量對(duì)混凝    土工作性和強(qiáng)度的影響,C30混凝土基準(zhǔn)配合比見表1。




                表1 C30基準(zhǔn)配合比



                自配機(jī)制砂對(duì)混凝土性能的影響


                利用實(shí)際生產(chǎn)的機(jī)制砂配制出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的II級(jí)砂(細(xì)度模數(shù)為2.8,級(jí)配與天然砂相同),分別以38%、39%、40%、41%、42%、43%的砂率配制混凝土,然后進(jìn)行混凝土拌合物性能和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見表2和圖1。


                   

                   



                ▲  圖1 自配機(jī)制砂對(duì)混凝土性能的影響


                由表2、圖1中可以看出,在同樣的顆粒級(jí)配下,采用自配機(jī)制砂配制的混凝土,其工作性較之天然砂配制的混凝土差一些,分析應(yīng)是機(jī)制砂的顆粒表面粗糙,棱角較多從而導(dǎo)致混凝土的工作性能差于天然砂,從泵送要求來(lái)看,還要采取其他措施來(lái)改善機(jī)制砂的流動(dòng)性;從強(qiáng)度上看,機(jī)制砂混凝土的強(qiáng)度較之天然砂有所提高,分析同樣是機(jī)制砂的特點(diǎn),提高了其與膠凝材料的結(jié)合度從而為其混凝土強(qiáng)度作貢獻(xiàn)。因而綜合考慮,在設(shè)計(jì)機(jī)制砂泵送混凝土的配合比時(shí),水灰比將有所增加,其砂率也有所提高,根據(jù)具體使用機(jī)制砂的情況,砂率選定在40%~42%比較合理。




                實(shí)際生產(chǎn)的機(jī)制砂對(duì)混凝土性能的影響


                利用實(shí)際生產(chǎn)的機(jī)制砂,分別以38%、39%、40%、41%、42%、43%的砂率配制混凝土,然后進(jìn)行混凝土拌合物性能和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見表3和圖2。


                   

                   


                ▲  圖2 實(shí)際生產(chǎn)機(jī)制砂對(duì)混凝土性能的影響



                從表3、圖2中可以看出,相比自配機(jī)制砂,采用實(shí)際生產(chǎn)的機(jī)制砂,其混凝土的工作性能有所下降,其石粉在混凝土發(fā)揮了吸水作用,同時(shí)機(jī)制砂的顆粒級(jí)配較為集中,導(dǎo)致混凝土易產(chǎn)生離析泌水,同樣因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)的機(jī)制砂顆粒集中不連續(xù),導(dǎo)致混凝土中空隙沒有得到有效填充,從而導(dǎo)致混凝土的密實(shí)度有所降低,混凝土強(qiáng)度低于自配機(jī)制砂強(qiáng)度。




                不同石粉含量對(duì)混凝土性能的影響


                分別采用6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%的石粉含量配制混凝土,然后進(jìn)行混凝土拌合物性能和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見表4和表3。


                   



                ▲  圖3 石粉含量對(duì)混凝土性能的影響


                從表4、圖3可以看出,隨著石粉含量的增加,混凝土的粘聚性有所改善,石粉含量超過(guò)一定范圍后,混凝土的坍落度呈減少趨勢(shì),將不利于混凝土的泵送施工,分析因?yàn)槭畚饔脤?dǎo)致初始階段水分沒有得到有效的利用;在一定范圍內(nèi)隨著石粉含量的增加,其混凝土強(qiáng)度逐漸增加,分析應(yīng)為混凝土中的石粉發(fā)揮了作用,在混凝土的硬化過(guò)程中,石粉發(fā)揮了微集料填充的作用,填充密實(shí)了混凝土空隙,提高了混凝土密實(shí)度,石粉的保水作用也為混凝土水化反應(yīng)提供了保證進(jìn)而提高混凝土強(qiáng)度。綜上所述,機(jī)制砂泵送混凝土中石粉含量在10%~14%內(nèi)是適宜的。




                結(jié)論及建議


                (1)采用機(jī)制砂配制泵送混凝土,因機(jī)制砂顆粒表面粗糙、棱角多,石粉含量較多,可以和膠凝材料更好地結(jié)合,有利于混凝土強(qiáng)度的提高,但機(jī)制砂的這些特點(diǎn)又極大地降低了混凝土的流動(dòng)性,導(dǎo)致可泵性降低,因而在生產(chǎn)使用中還需采用其他的技術(shù)措施來(lái)改善混凝土的工作性能,以利于施工的進(jìn)行。施工過(guò)程中應(yīng)開展有效性的澆筑施工監(jiān)督,保障施工水平和效率。



                (2)在機(jī)制砂的生產(chǎn)中,應(yīng)嚴(yán)格控制砂的顆粒級(jí)配,機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)不宜大于3.2,顆粒級(jí)配應(yīng)符合建筑用砂標(biāo)準(zhǔn)的II區(qū)的要求。



                (3)機(jī)制砂用于泵送混凝土,若要達(dá)到良好的工作性必須含有一定數(shù)量的石粉,石粉含量在10%~14%是適宜的。

                  

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