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黎明重工科技

石粉在机制砂混凝土中起到的作用

时间:2015-09-21 15:19来源:http://www.lmzk.org/hangyedongtai/529.html作者:admin 点击:次数

关于石粉在水泥和混凝土中的作用机理,国内外己进行了大量研究。但是实验中所采用的石粉来源不同,石粉的岩性及矿物组成也不同,因而目前尚未形成一致的结论:李兴贵认为石粉在混凝土内仅能起到填充作用,不具有活性;章春梅研究了碳酸钙微集料对硅酸三钙水化的影响,认为分散的CaC03颗粒具有晶核作用,能够能够加速C3S水化,同时还有部分CaC03参与了反应;安文汉通过正交试验方法研究了石屑、石粉对普通水泥和矿渣水泥的强度和微观结构影响结果表明:石粉可以明显改善混凝土空隙特征,浆一集界面结构,而且改变了混凝土的结晶相;陆平等人研究了CaC03对C3S水化的影响,发现CaCO:对C3S水化有加速作用,且二者反应生成新物质Ca3(C03)Z(OH)Z.1.SH20; V.L. Bonavetti和E.F. Irassar认为石灰岩石粉可以加速C3A和C3S水化,增加了CH结晶化速率,改善了C-S-H凝胶形式,生成了水化碳铝酸盐等;ZhouMingkai et认为石粉具有晶核作用和活性;蔡基伟等人认为石粉具有晶核作用,可以促进水化,同时石粉中的CaCO:参与CAA的水化反应生成水化碳铝酸钙。

根据《水泥胶砂强度检验方法》GB/T17671-1999中试件的成型方法,采用水:水泥:砂=0.5:1:3的配合比成型胶砂试件。其中1号水泥标准砂样作为对比试样,2, 3, 4号水泥机制砂样为试验试样,其中石粉取代机制砂的比例(质量分数)分别为5%, 10%和15%0以上述配比配制尺寸为40mmX40mmX 160mm的胶砂试件。胶砂用行星搅拌机搅拌,在振实台上成型后试体连模一起在湿气中养护24小时,然后脱模在水中养护至相应龄期试验。

在试件水化7d, 28d龄期时测试各配比试样的抗折、抗压强度,并在相应龄期时选取折段后半个试样用钻芯机在其中部钻孔取样,再用金刚石切割机切成2mm左右的薄片用扫描电镜观察期形貌特征,余下试样击碎并研钵成粉后通过75μm方孔筛的筛下部分用X射线粉末衍射仪分析水化产物。也即采用测试胶砂试件抗折、抗压等宏观力学性能和水化产物分析等微观手段(XRD衍射仪)相结合的实验方法,研究原状机制砂中石粉在普通硅酸盐水泥中的水化作用机理。

砂浆的抗折强度和抗压强度随着龄期增加而迅速增长,相同龄期下,用机制砂配制的胶砂试件的抗压强度、抗折强度均比用天然砂配制的强度要高得多。7d龄期时,用石粉含量分别为5%,10%和15%配制的机制砂浆的抗折强度和抗压强度值分别是同龄期条件下天然砂砂浆抗折强度的1.26,1.31,1.37倍和抗压强度的1.20,1.27, 1.34倍;28d龄期时,用石粉含量分别为5%, 10%和15%配制的机制砂浆的抗折强度和抗压强度值分别是同龄期条件下天然砂砂浆抗折强度的1.25, 1.35, 1.27倍和抗压强度的1.18, 1.26, 1.31倍。这与多数研究者认为同条件下用机制砂配制的混凝土强度要高于天然砂配制的混凝土强度的观点是一致的。原因在于机制砂本身的特性所决定的:一方面由于机制砂同条件下与天然砂相比颗粒粗糙、尖锐、多棱角、干净的新鲜界面有利于水泥混凝土界面的粘结,另一方面,机制砂中适量的石粉可以发挥填充效应和微集料效应,这些都利于水泥混凝土强度的提高。

就机制砂配制的砂浆来看,在巧%石粉含量以内配制机制砂砂浆时,在水泥、水、砂用量一定情况下,仅砂中石粉含量发生变化其抗折强度和抗压强度均随着石粉含量的增加而增加。对其强度有利影响的根本原因在于一定量石粉的存在,在一定含量范围内,它可以明显的改善水泥混凝土的强度。

一定量石粉的加入,在水泥试块中利于强度正影响作用,从石粉物理性能方面来看,主要表现为:1>石屑粉的颗粒较细,它的加入主要起到填充作用,可以填充水泥石与骨料之间的孔隙,改善了胶凝材料的颗粒级配,增加密实度。2>石粉由于颗粒细小,相对与机制砂颗粒来说具有较大比表面积,同样条件下,会吸附一部分自由水,使得水灰比相对变小,强度增加。

本章通过采用水泥胶砂强度检验时砂浆的配比,用石粉掺量分别为5%, 10%和15%的原状机制砂代替天然砂制作胶砂试件,来研究不同石粉含量的水泥砂浆在7d, 28d龄期时的强度、水化产物及其微观形貌影响规律。同时,制作了水泥胶砂对比试件,研究掺入石粉对水泥砂浆性能的影响。宏观力学实验结果表明:机制砂配制的胶砂试件的抗压强度、抗折强度都大于相应龄期的天然砂混凝土;同一龄期下,机制砂胶砂试件的抗压强度和抗折强度随着石粉含量的增加而增加。微观测试结果表明:石粉在砂浆试件中具有填充效应,活性和晶核效应等3个效应。在石粉各种效应的综合作用下,砂浆中含有适量的石粉能够促进混凝土强度的增长,这与宏观力学测试结果相一致。

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