與天然砂相比,機(jī)制砂不僅級配較差,細(xì)度模數(shù)偏大、表面粗糙、顆粒尖銳有棱角,而且還含有一定數(shù)量的粒徑小于75μm的石粉。機(jī)制砂原砂的石粉含量高達(dá)10%—20%,而國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14684—2001《建筑用砂》規(guī)定C30及以下混凝土用機(jī)制砂的石粉含量不宜超過7%,但根據(jù)使用地區(qū)和用途,在試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,允許供需雙方協(xié)商確定機(jī)制砂中的石粉含量。目前,國內(nèi)有人針對混凝土的不同性能探討了機(jī)制砂中的石粉極限含量,如李興貴通過對混凝土力學(xué)性能和干縮性能的試驗(yàn)研究得出,機(jī)制砂中的石粉更優(yōu)含量為16%左右;吳明威以中低強(qiáng)度機(jī)制砂混凝土為研究對象,通過對混凝土工作性能、力學(xué)性能、碳化、干縮及抗?jié)B性能等影響的對比分析,得出機(jī)制砂中的石粉含量應(yīng)不大于10%;路文典研究了高石粉含量對常態(tài)機(jī)制砂混凝土性能影響的研究,得出采用石粉含量20%的人工砂可配制出C20—C30、抗?jié)B等級S8、抗凍等級D150以上的常態(tài)混凝土;宋少民等通過對中低強(qiáng)度機(jī)制砂混凝土和易性和強(qiáng)度的研究,得出機(jī)制砂中的石粉含量控制在9%—12%左右較合適。國外一些國家混凝土用機(jī)制砂石粉含量的限值高達(dá)10%以上,如印度為15%—20%、英國為15%、法國為12%—18%等。這說明在混凝土使用之前,有必要結(jié)合具體的原材料和混凝土的用途,在試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,確定機(jī)制砂中的更佳石粉含量和石粉含量的限值。
固定水灰比為0.50,用水量為175 kg/m3,砂率為42%,減水劑的摻量為水泥質(zhì)量的0.9%。通過石粉等質(zhì)量取代機(jī)制砂調(diào)節(jié)機(jī)制砂的石粉含量,對比石灰?guī)r機(jī)制砂的石粉含量對混凝土坍落度、抗壓強(qiáng)度、水壓力抗?jié)B性能和氯離子擴(kuò)散系數(shù)的影響。
隨著機(jī)制砂石粉含量的增加,混凝土的坍落度先是增加,后又減小。在石粉含量10%時,混凝土的坍落度更大;石粉含量在7%—15%之間時,混凝土的坍落度相差不大,即從石粉含量對混凝土坍落度的影響來看,機(jī)制砂的石粉含量可由7%放寬到10%,甚至15%。一開始,隨著機(jī)制砂石粉含量的增加,混凝土的坍落度的增加,是由于石粉增加了漿體的質(zhì)量;當(dāng)達(dá)到更大值時,石粉含量繼續(xù)增加,減小了水粉比且增大了集料的比表面積,使石粉和水泥表面層的水膜變薄,限制了漿體的自由的移動,從而使混凝土的坍落度逐漸變小。石粉含量對抗壓強(qiáng)度的影響隨著石粉含量的增加,混凝土的7 d和28 d的抗壓強(qiáng)度均是先變大,后又減小,在石粉含量為10%時,達(dá)到更大值。其中,在石粉含量為7%—15%之間時,混凝土的抗壓強(qiáng)度相差1—2 MPa,即相差不大,這說明從抗壓強(qiáng)度來看,機(jī)制砂的石粉含量可放寬到10%—15%。在起初,石粉可以起微集料的作用,填充集料之間以及集料與水泥漿之間的空隙,從而提高混凝土的密實(shí)性;同時使水粉比減小,從而提高混凝土拌和物穩(wěn)定性,故混凝土的抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)變大的趨勢。但隨著石粉含量的繼續(xù)增加,由于石粉增大的集料的比表面積,但水泥漿的數(shù)量有限,從而降低了水泥漿的包裹能力,使混凝土的抗壓強(qiáng)度強(qiáng)度呈現(xiàn)下降的趨勢。石粉含量對混凝土水壓力抗?jié)B和氯離子擴(kuò)散系數(shù)影響的規(guī)律一致,即均是先增加,后又減小,且和混凝土抗壓強(qiáng)度的變化規(guī)律一致,即均在石粉含量10%時,混凝土的抗?jié)B性能更好,在石粉含量7%—15%之間時,相差不大。即混凝土抗?jié)B試驗(yàn)結(jié)果也表明,石粉含量可由7%放寬到10%甚至15%。
通過機(jī)制砂的石粉含量對抗?jié)B性能影響的試驗(yàn)結(jié)果也說明,適量的石粉增大了混凝土的密實(shí)性,且降低了水粉比,減小了混凝土離析、泌水的可能性,提高了混凝土拌和物的穩(wěn)定性,從而提高硬化后混凝土的整體性能。
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