机制砂混凝土性能研究

(3) 适当延长机制砂混凝土的搅拌时间 ,增强混 凝土的和易性 。适当延长混凝土的振捣时间 , 减少表 面气泡 ,增强混凝土的外表光洁度 。
(4) 缩短混凝土的运输距离 ,防止混凝土离析 。 (5) 机制砂饱水性比较差 ,为防止受外界影响使 机制砂的含水量不均匀 ,对混凝土的和易性 、坍落度和 质量等产生较大影响 ,最好采用混凝土罐车运输 。
第 28卷 第3期 2008年6月
文章编号 :1671 - 2579 (2008) 03 - 0151 - 03
中 外 公 路
机制砂混凝土性能研究
易 文1 , 马健霄2 , 聂忆华1
(1. 中南林业科技大学 , 湖南 长沙 410004 ; 2. 南京林业大学)
摘 要 :该文针对目前天然砂资源缺乏 ,机制砂比天然砂空隙率小 ,粒形和级配较差 ,影 响拌和物的质量和硬化后混凝土的性能的现状 ,在试验室对机制砂混凝土进行了试验分析 , 研究机制砂混凝土的工作性能 、力学性能和耐久性能等 。为了消除机制砂混凝土的不利因 素 ,采用掺加高效减水剂和粉煤灰来提高混凝土的性能 ,并与天然砂混凝土进行比较 ,大量试 验表明 ,机制砂混凝土的各种性能优良 ,完全可以满足施工要求 ,可用于预拌混凝土的生产 。
50
160
630 1 170 3. 90
160
0
160
652 1 158 3. 84
170
0
155
653 1 162 3. 84
155
抗压强度/ M Pa 7 d 28 d 45. 8 56. 0 47. 3 55. 2
53. 5 59. 0 55. 1
62. 4 60. 8 60. 4
工作性描述
好 振动泌水
参考文献 :
[ 1 ] NaLio nal Crushed Stone Association Stone Sand for Port2 land Cement [J ] . Concrete Materials ,1976 (2) :12～13.
[ 2 ] C R M arek. Impo rtance of Fine Aggreate Shape and Grading on Properties of Concrete [ C ] . Internatio nal Cen2 ter fo r Aggregates Research 3rd Annual Sympo sium , 1995 : 25～28.
2 结果及分析
2. 1 砂的分别配制 C50 混凝土 ,并分别测出其 7 、28 d 标准 抗压强度 (表 3) 。从表 3 可知 ,机制砂混凝土强度比 河砂稍低 ,但相差很小 ,能够满足强度要求 。
2. 2 原材料用量对抗压强度的影响 配制 C40 、C50 机制砂混凝土时原材料用量及试
为保证机制砂混凝土的质量 ,施工过程中要注意
以下问题 。 (1) 必须进行进场复验 ,复验的项目为颗粒级配 、
细度模数 、松散堆积密度 、石粉含量 (含亚甲蓝试验) 、 泥块含量 、坚固性 ,加强机制砂级配的抽检频率 ,进一 步保证机制砂的质量 。
(2) 机制砂不应混有草根 、树枝 、塑料品 、煤块 、炉 渣等杂物 ,应按产地 、规格 、类别分别堆放 ,并采取必要 的措施防止污染环境 ,避免人为碾压及混入杂质 。
(3) 机制砂中的石粉在水泥水化反应中起晶核作 用和微集料填充作用 ,增加了混凝土的密实度 ,在一定 程度上提高了混凝土的强度 。在给定水灰比和单位水 泥用量情况下 ,机制砂混凝土强度随龄期的发展与石 粉含量关系不明显 。石粉颗粒能促进 C3 S 和 C3 A 水 化 ,石粉在水泥浆中的均匀分布 ,能够提高有效结晶产 物含量而提高强度 。
块每组 5 块分别测试 7 d 和 28 d 平均强度 ,研究石粉 对机制砂混凝土抗压强度的影响 (表 5) 。
表 5 不同石粉含量对抗压强度的影响
砂中石粉含量/ % 坍落度/ cm
0
2
5
2
10
3
15
4
20
4. 5
25
4
抗压强度/ MPa
7d
28 d
42. 8
54. 5
46. 6
57. 2
47. 1
3 期
机制砂混凝土性能研究
153
度较高 ,稳定性也较好 。
3 结论与讨论
(1) 机制砂质地坚硬 、颗粒粗糙尖锐 、多棱角 、细 度模数较大 ,用来配制混凝上所用砂率要比河砂的大 , 对混凝土的工作性能有一定影响 ;机制砂级配较差 ,颗 粒分布呈现出中间少 、两头多的特点 ;机制砂石粉含量 高 ,混凝土的流动性较差 ,因此在相同条件下 ,配制相 同坍落度的混凝土 ,机制砂比天然河砂需水量增加 。
1 材料与方法
1. 1 试验材料 (1) 水泥 。采用湖南省新生水泥厂生产的“牛力
牌”42. 5 级普通硅酸盐水泥 , 其性能指标满足规范 要求 。
(2) 骨料 。粗骨料 :采用 5～25 mm 连续级配碎
得到了广泛的使用 。中国幅员辽阔 ,石灰石或卵石资 源遍布全国各地 ,将石灰石或卵石机械破碎 ,筛分生产 机制砂 ,不仅有充足的数量保证 ,而且可确保其质量 。 本文开展了机制砂混凝土的物理力学性能研究 ,目的 是分析机制砂在不同条件下对混凝土性能的影响 ,为 工程实践提供参考 。
好 一般 一般
配制 C50 混凝土时 , 在满足坍落度要求的前提 下 ,粉煤 灰 拌 制 的 机 制 砂 混 凝 土 拌 和 物 更 加 稳 定 。 C40 和 C50 混凝土 7 d 的抗压强度 ,掺加粉煤灰的都 稍小些 ,但 28 d 的都稍高一些 ,说明掺加粉煤灰后 ,硬 化后混凝土的性能更加稳定一些 。用粉煤灰取代一定 量的水泥 ,使单位体积的水泥用量减少 ,可以降低水化 热 ,减少混凝土的收缩和开裂的趋势 。掺加粉煤灰可 以优化混凝土的孔隙结构 ,对混凝土的抗渗有利 。粉 煤灰主要成分为 SO2 和 Al2 O3 ,具有一定的活性 ,这对 混凝土长期强度发展也非常有利 。 2. 3 混合料配比对抗压强度的影响
(3) 河砂 。采用湘江产中砂 ,细度模数 2. 53 。
表 1 机制砂级配表
0. 075
下列筛孔的 (mm) 累计筛余/ %
0. 15 0. 3
0. 6 1. 18 2. 36
4. 75
细度 模数
石粉含量 /%
95. 6 94. 5 90. 2 77. 3 57. 4 17. 9 0. 1
3. 2
石 ,压碎 值 7. 3 % , 针 片 状 颗 粒 含 量 4. 0 % , 含 泥 量 0. 38 % ,表观密度 2 731 kg/ m3 。细骨料 :采用湖南省 永顺县大湾碎石场生产的水洗机制砂 ,此砂由石灰岩 轧制而成 ,颗粒大多呈棒状 ,长宽比最大为 1. 52 左右 。 机制砂的级配如表 1 所示 。
采用 P. O. 42. 5 级水泥配制 C50 混凝土 , 按照 7 %水灰比和固定用水量 ,按水泥 ∶水 ∶机制砂 ∶碎石 = 486 ∶175 ∶678 ∶1 160 配制混合料 ,高效减水剂 J G - 3 按水泥用量的 2 %掺入到混合料中 。机制砂中石 粉含量从 0 按 5 %步长递增到 25 % ,以研究石粉含量 对机制砂混凝土工作性能和强度的影响 。抗压强度试
3. 3
(4) 粉煤灰 。采用湖南省电力粉煤灰开发有限公 司生产的 Ⅰ级粉煤灰 ,性能指标见表 2 。 1. 2 试验方法
新拌混凝土的工作性能通过坍落度来评价 ,其检 验方法按《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》( GB
表 2 Ⅰ级粉煤灰性能指标
检验项目 细度
烧失量/ % 需水比量/ % SO3 含量/ %
(2) 石粉的存在 ,增加了固体颗粒的比表面积 。 随着石粉含量的增加 ,固体颗粒的比表面积不断增大 , 保水性增强 ,泌水情况得到改善 。机制砂中的石粉使 混凝土拌和物的稠度增加 ,粘聚性增强 ,离析现象明显 改善 ,机制砂中含有适当比例的石粉可以提高坍落度 。 石粉增加了水泥浆体含量而且提高了混凝土的流动 性 ,石粉还可起到微滚珠作用 ,减少砂与砂之间的摩 擦 ,从而改善混凝土的和易性 。石粉能减小颗粒间的 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 ,减小对用水量的需求 ,同时增加拌和 物的密实度 。
水泥 497 497
表 3 相同配合比条件下河砂和机制砂混凝土抗压强度比较
原材料用量/ ( kg ·m - 3 ) 河砂 机制砂 碎石 水
坍落度 FDN - 1 / mm
抗压强度/ M Pa 7 d 28 d
674
1 100 174 4. 97
165
56. 5 59. 8
674 1 100 174 4. 97
检测结果 1. 7 3. 24 94 1. 62
标准要求 ≤12. 0 ≤5. 0 ≤95 ≤3. 0
收稿日期 :2008 - 03 - 10 (修改稿) 基金项目 :湖南省教育厅资助项目 (编号 :06C899) 作者简介 :易 文 ,女 ,副教授. E - mail :yiwengangbiao @163. co m
59. 7
49. 3
60. 9
49. 6
61. 1
49. 4
60. 7
从表 5 中可以得出 ,混凝土的 7 d 和 28 d 平均强 度均随石粉含量增加而增加 ,机制砂石粉含量 15 % 时 ,混凝土的 28 d 平均强度比不含石粉时提高了 6. 4 M Pa ,7 d 平均强度比不含石粉时提高了 6. 5 M Pa ,但 当石粉含量达到 20 %以后 ,混凝土的抗压强度稍微有 所下降 。通过试验可知 ,当石粉含量在 20 %左右时强
关键词 : 机制砂 ; 混凝土性能 ; 试验
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随着我国经济的不断发展 ,各类建设项目与日俱 增 ,混凝土的需求量不断增加 ,用砂量也逐年增加 ,长 期对天然砂的开采 ,导致了天然砂资源枯竭 ,以致出现 了天然砂质量差 、价格高的局面 ,加上现代混凝土的发 展对骨料提出了更高的要求及地方政府环保意识的加 强 ,部分地区天然砂的开采受到限制 ,天然砂面临供不 应求的局面 。为了解决天然砂供应不足的矛盾 ,利用 人工砂替代天然砂已越来越重要 ,并已在生产实践中