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ng体育官网app下载石粉含量对不同强度机制砂混凝土性能影响

发布时间:2024-04-24 17:25:45 人气:

  ng体育官网app下载石粉含量对不同强度机制砂混凝土性能影响随着我国基础设施建设水平的逐步提升,天然砂资源呈现短缺现象,导致建筑工程的原材料获取较为困难,混凝土用砂的供需矛盾也逐渐显现,利用机制砂代替天然砂已经成为建筑领域的必然发展趋势。和天然砂相比,机制砂原材料来源广泛、材质稳定、性能优良,可以满足多种建筑需求,而且经济可行,在未来的建筑市场中有非常大的发展空间,也有利于保护自然环境。随着国家对机制砂产业结构的调整及政策的扶持,越来越多的企业参与到机制砂的开发和应用中,这是市场发展规律的必然选择。

  目前的大量研究表明,石粉不仅有填充效应,能够改善粉体结构,减少混凝土离析泌水现象,而且其中石灰岩石粉还有水化活性,石粉中的CaCO3与水泥中的C3A进行反应生成水化碳铝酸钙,这种成分能够提升混凝土的综合性能。

  通过实践证明,机制砂中10%的石粉含量,可以补充混凝土胶凝材料,改善粉料级配,从而提高混凝土和易性,有助于提升混凝土结构强度[。也有学者针对砂浆性能进行了分析,利用1:3的灰砂比例来制配水泥砂浆,发现在石粉含量为5%的情况下,混凝土结构不同龄期的抗压强度均高于基准样,石粉含量为10%的条件下,7d的抗压强度会缓慢下降,但是在28d、90d以及180d时的抗压强度要高于平均水平,而在石粉的含量提升到15%以及20%时,各个龄期的抗压强度要低于基准强度。由此说明,合理地控制石粉的比例对于提升混凝土结构的强度有一定的促进作用,为了进一步验证这一理论,本文依托具体的试验进行分析,其具体过程及结果如下。

  本次试验所选用的材料为四会市骏马水泥有限公司生产的P.O42.5R级普通硅酸盐水泥,其性能指标见表1。

  机制砂比粒度:应用集料粒径与表面积关系法则,以2.5~5.0mm粒径的砂为基数,假定一定数量的粒径为2.5~5.0mm的砂的总表面积为1,将这5个筛余百分数与总表面积倍数乘积之和称为比粒度。一般配制混凝土的中砂的比粒度在4.5~7.0,该机制砂比粒度计算结果如表5所示。

  选用广州市建筑科学研究院集团有限公司生产的缓凝型聚羧酸高性能减水剂,该减水剂性能检测指标见表7。

  为了提升试验过程的科学性和结果的合理性,本文主要针对C30、C40、C60强度等级的机制砂混凝土进行试验分析。

  2.2.1工作性能试验。按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080-2016)进行。混凝土工作性能指标尽量满足以下要求:初始坍落度/扩展度、根据坍落度和扩展度的比值计算和易系数,指标控制在0.38~0.42;倒筒流速指标控制在10S以内;1h和2h坍落度损失≤20mm,同时扩展度损失≤50mm;C40以下混凝土终凝时间控制在12h以内,C45以上高标混凝土终凝时间可适当延长,控制在15h以内,并观察2h以内的混凝土状态,判断混凝土和易性变化情况,分析混凝土的离析、泌水、黏聚性等指标。

  2.2.2力学性能试验。试验按《混凝土物理力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2019)进行。混凝土试件采用150mm×150mm×150mm的立方体标准试件,分别检测3d、7d和28d龄期混凝土试块的抗压强度。

  2.2.3早期抗裂试验。试验按《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T50082-2009)进行。采用混凝土早期抗裂试验装置,尺寸为800mm×600mm×100mm的平面薄板型试件,确保每组至少2个试件。

  针对C30混凝土进行石粉含量的调控,发现在石粉含量为10%的条件下,混凝土的坍落度达到最大,若石粉的含量超过10%,那么混凝土的坍落度也会随之下降。

  针对强度等级为中等的C40混凝土,在石粉含量为10%以下时,坍落度和石粉含量之间呈现正比关系,且在石粉含量为10%的节点时出现最高值,后续则呈现反比例关系ng体育官网app下载

  针对高强度等级的C60混凝土,石粉含量和混凝土坍落度之间的变化规律与前两者有一定的相似,但是当坍落度达到最大数值时ng体育官网app下载,石粉的含量仅为5%左右。若石粉的含量小于5%,混凝土的坍落度和含量之间呈现正比关系,在大于5%的条件时呈现反比关系。主要原因在于,即便石粉含量很低,C60混凝土也具有较高的黏聚性,并不会出现浆体和骨料分离的现象。而随着石粉含量的不断增高,由于混凝土拌合物的黏聚性依旧较大,对于混凝土成型并不会产生较大影响。且在调整石粉含量的过程中,也未出现较为明显的离析泌水现象。

  C30混凝土的7d抗压强度和石粉含量呈正比关系,在石粉含量为15%的情况下,抗压强度达到了最高值。其主要原因在于石粉含量的增加能够让机制砂混凝土中的粉体材料量增加,随着浆体量的显著提升,混凝土会有足够多的胶凝材料包裹机制砂以及集料,从而提升抗压强度。

  针对中等级强度的C40混凝土来讲,石粉含量和混凝土抗压强度之间的变化节点为10%ng体育官网app下载。含量小于10%,抗压强度和石粉含量之间成正比关系,一旦超过10%反而成反比关系。试验结果证明,合理地添加石粉能够提升C40混凝土的抗压强度,最佳含量控制在10%左右,一旦加入较多的粉料,会导致用水量增大,降低水化反应的速率,从而导致强度降低。

  针对C60混凝土的抗压强度进行分析,可以看出石粉含量与混凝土强度之间的正比以及反比关系节点为8%。由于C60混凝土的凝胶材料更多,混凝土等级更高,需要适当削减石粉含量,其具体原理和C40混凝土相同。

  针对C30混凝土来讲,5种不同石粉含量的早期干燥收缩率大致相同,但是随着混凝土龄期的不断增加,干燥收缩率之间的差异也逐步拉开,石粉含量小于15%的情况下,干燥收缩率逐渐变大,当石粉含量超过15%时,干燥收缩率会随之变小。

  针对C40机制砂混凝土来讲,干燥收缩率相对于C30混凝土更大,最大干燥收缩率的变量为10%的石粉含量。低于10%干燥收缩率逐渐变大,高于10%时干燥收缩率会随之减小。

  针对C60的混凝土来讲,干燥收缩率会受到石粉含量以及龄期的影响,在不同龄期下,不同的石粉含量所造成的干燥收缩率也有所不同。例如在1d、3d的条件下,混凝土的干燥收缩率随着石粉含量的增加而上升,且在石粉含量为15%的时候,混凝土的干燥收缩率达到最大。但是随着混凝土龄期的不断增加,最大干燥收缩率的变量为石粉含量的8%左右,在8%的节点两侧,干燥收缩率呈现下降趋势,龄期越大这种现象就越明显。产生该种现象的主要原因往往在于石粉填充了混凝土的绝大部分孔隙,混凝土结构的密度越高,则干燥收缩率越小,反之干燥收缩率会逐步增大。

  影响混凝土早期开裂的因素很多,包括水胶比、材料、砂率、结构及施工环境等,其中材料是很重要的影响因素。从三种不同强度的混凝土裂缝情况来看,低强度混凝土随着石粉含量的逐步增加,会导致失水率加大,结构裂缝更宽,早期的抗裂性能较低。而随着混凝土强度的不断增高,早期抗裂性能有所提升,石粉含量的增加延缓了早期水化速率,增加了混凝土结构的黏稠度,水分从内向外迁移的速度会随之下降,也就导致抗裂性能有所提升。

  结合整体的试验规律来看,混凝土的强度、凝胶材料占比、石粉含量对于混凝土抗裂性能产生的影响最为直接。因此关于混凝土的养护以及防裂措施,需要在混凝土浇筑早期完成,强度等级越低的混凝土越需要加大力度进行早期养护。

  在机制砂混凝土配制的过程中,石粉含量对于混凝土的性能会产生较大影响,通常会影响工作性能、抗压强度、干燥收缩率以及抗裂性能。不同强度的混凝土可以结合具体的试验合理地进行石粉含量的调控。需要注意的是,单纯调控石粉含量对于混凝土质量来讲并不科学,还需要从配合比设计、原材料质量控制、早期养护以及施工技术管理等层面进行多元化分析,只有这样才可以进一步提升石粉的施工价值,从而为混凝土的综合性能提升奠定良好的基础,为我国建筑材料的发展提供助力。返回搜狐,查看更多

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