机制砂石粉含量对水泥混凝土的影响研究

机制砂石粉含量对水泥混凝土的影响研究

孙发丰

三亚建筑工程质量检测中心 海南三亚 572000

摘要：混凝土具有可塑性良好、抗压强度高、耐久性好等优点，广泛应用于水利工程建设中。砂作为混凝土中的细骨料，用量非常大。混凝土配制中细骨料（砂）主要来源是天然砂和机制砂，随着生态环境保护的不断加强，机制砂在水工混凝土中的应用将会不断增加。

关键词：机制砂石粉含量；；水泥混凝土；影响研究

引言

在混凝土结构中，机械砂通常用来代替天然砂，机械砂不可避免地会产生石粉。建筑砂中砂的机械处理含量低于10%，但砂的机械处理不是“越干净越好”。如果混凝土强度受损，应找到合理石粉用量的临界值。这将有助于支持一些制造公司的过程控制。

一、机制砂概述

机械砂不同于天然河砂的原因之一是机械砂生产时会产生大量石粉。现行标准对石粉的定义是，在制砂过程中产生的矿物成分，其成分与主石的成分一致，成粒径小于80μM的细粒。由于石粉的比表面积较小，在混凝土水化过程中，一定量的石粉能有效填充混凝土淤浆的孔隙，减少粗骨料之间的碰撞，从而机器生产的砂混凝土的处理性能优于天然骨料混凝土。因此，石粉含量是影响优质机械砂混凝土性能的关键因素之一。相关学者对优质混凝土中石粉含量进行了相关研究:根据砂混凝土机械生产的准备原则，布置C55，并测试其工作性能；с80混凝土的砂浆强度、抗拉强度和抗压强度，石粉含量分别为0.3.6 %。8每1，000人检查10 %。结果表明，当石粉含量为0% ~ 6%时，砂浆流变性得到有效改善，当石粉含量超过8%时，砂浆抗压强度降低，甚至不能满足相应混凝土类型的强度要求。当石粉含量达到15% ~ 20%时，随着粘度的进一步增加，混凝土的流动性和膨胀性降低，混凝土施工过程中容易出现凹坑。

二、机制砂石粉含量对水泥混凝土的影响

2.1对混凝土匀质性的影响

如果混凝土均匀性差，则表面微观硬度差异明显。因此，通过硬化混凝土试件表面显微硬度试验，研究了石粉含量对混凝土均匀性的影响。可见适量石粉可以改善混凝土的整体均匀性。如果处理后的砂不含石粉，硬化混凝土试件顶部的显微硬度值最小，顶部和底部的显微硬度差最大。这主要是因为混凝土混合物的复盖率差，溢出的水和粉煤灰离析，以及混凝土的整体均匀性低。通过增加石粉含量，石粉的微细分效果提高了混凝土的密实度，改善了通风性能。试件上下显微硬度差异逐渐减小，混凝土整体均匀性显着提高。如果石粉含量超过10%，上部和下部显微硬度差异的减小也将减缓，混凝土均匀性的改善将稳定下来。但是，由于浆料太厚，混凝土工作性能变差，排气不顺畅，空气含量增加，样品上下表面显微硬度略有下降。

图1

2.2石粉含量对混凝土工作性的影响

如表1所示，在5%至7 %的石粉范围内实现相同或类似的混凝土软化和膨胀所需的减水剂数量保持不变；在7%至14 %的石粉含量范围内，随着石粉含量的增加，达到相同或相似的混凝土软化膨胀所需的减水剂数量逐渐增加。对于C20、c25、C30和C40混凝土，14 %的石粉含量比7 %机制制备的混凝土减水剂含量高出0.2%。对于c50混凝土，14 %的石粉含量比7 %机制制备的混凝土减水剂高0.15%。在机理砂混凝土中，石粉含量从5 %增加到7 %，而混凝土的工作能力没有降低，主要原因如下:①石粉细度与当时的水泥没有太大差别此时石粉弥补了以下方面缺少的冷凝材料②机构的砂面相当粗糙，石粉在混凝土中形成粉末体起到润滑作用，从而减少机构砂与厚集料之间的摩擦，提高机构砂混凝土的均匀性和混合便利性；③在颗粒复盖产生的空地上充填石粉，用游离水代替混凝土系统中最初充填的水，增加游离水，提高搅拌面糊体的流动性能。以上是石粉的积极效果，但随着机理砂中石粉含量的增加，包装所需水量越大，石粉对减水剂也有一定的吸附作用，这是石粉的副作用。如果积极影响大于消极影响，则宏观混凝土的工作能力有所提高，反之，需要增加减水剂才能达到同样的工作能力。

表1

2.3机制砂中石粉含量对混凝土收缩性能的影响

机械砂中石粉含量影响混凝土最重要的收缩财产。干缩效应主要表现在石粉含量增加、混凝土污泥总量增加和混凝土收缩增加两个方面。其次，机械砂中的石粉可以填充混凝土孔，提高其结构密实度，防止干缩的发生。根据不同强度等级C30混凝土的干燥速率在不同年份的变化情况，不同石粉含量下C30混凝土的干燥系数基本相同，但随着时间的推移，不同石粉浓度下C30混凝土的干燥系数差异很大，石粉含量的增加导致低于10%条件下的干燥系数增加；石粉含量增加到10%以上也将增加干缩。C40混凝土大，总收缩率高于C30混凝土。石粉含量为7%时，C40混凝土干缩率最高；如果c 10混凝土的含量超过10%，则干缩随石粉含量的增加而减少。此外，石粉含量的增加了C40混凝土的一维干缩。

2.4抗冻性的影响

混凝土构件的抗冻性受水灰比、空气含量、水饱和度和孔隙结构等因素的影响。通常，使用质量和强度损失系数来评估混凝土的抗冻性。经试验，石粉含量分别为0%、5%、10%和15%。混凝土试样a、b、c、d和e的质量损失率分别为1.8%、1.6%、1.2%和1.6%。强度损失率分别为5.0、4.4、2.9、4.0。4.3%，或者换句话说，随着处理砂和砾石粉的量增加，混凝土质量和强度损失率在首次降低后也呈上升趋势。当石粉含量为5% ~ 10%时，混凝土抗冻性最好，质量、强度损失最小。这主要是因为石粉混合正确，提高了混凝土结构的密实性和抗冻性。随着石粉添加量增加到15%，石粉的微细分效应导致混凝土密度增加，混凝土孔隙率和抗冻性降低。当石粉含量超过15%时，混凝土中惰性石粉的过量会阻碍水泥水化反应，从而影响混凝土结构的密实度，导致其质量和强度损失系数逐渐增大，抗冻性降低。

结束语：

根据不同石粉含量对石灰石机加工砂水工混凝土试块性能影响的试验数据，总结了石粉含量对石灰石机加工砂水工混凝土性能的影响规律，减少了传统天然砂短缺的供需矛盾，保护了自然生态环境。机制砂的广泛推广和应用对促进作用积极，对环境具有一定的经济、社会和环境效益。

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