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石粉含量對C30混凝土拌合性能及力學(xué)性能的影響研究

發(fā)稿時間:2020-07-24


1引言

由于混凝土可塑性強,價格便宜,能夠制成任意形狀,同時耐久性強。在混凝土面世后,得到了廣大建筑工程人員的喜愛和廣泛的應(yīng)用。然而,隨著國家環(huán)保政策的不斷嚴(yán)格,同時天然河沙的日益枯竭?;炷林械募?xì)骨料——砂已然是供不應(yīng)求。但我國各地還在不停的進行各種基建工作,房屋建筑也在不停施工。在這樣的情況下,機制砂將逐漸替代河沙,成為混凝土配制中的不可缺少的組成成分。但機制砂是采用天然巖石采礦留下來的細(xì)石破碎而成的,這就難免會有石粉的存在。在配制混凝土?xí)r,理應(yīng)將石粉這個因素考慮進去,研究分析其對混凝土拌合性能及力學(xué)性能的影響。由于廣大民用建筑應(yīng)用最廣的是低等級混凝土,本文選取低等級的C30混凝土進行試配,在不改變其他原材料的情況下,添加石粉,研究分析石粉含量對混凝土拌合性能及力學(xué)性能的影響。


2原材料

水泥:選用惠州市光大水泥企業(yè)有限公司生產(chǎn)的P.O42.5R水泥,其各項物理指標(biāo)如表1所示,均滿足GB175-2007的技術(shù)要求。

粉煤灰:選用廣州運宏粉煤灰綜合開發(fā)有限公司II級灰,其各項指標(biāo)如表2所示,均滿足GB/T1596-2017的技術(shù)要求。

碎石:選用525mm連續(xù)級配碎石,其各項物理指標(biāo)如表3所示,均滿足JGJ52-2006的技術(shù)要求。



砂:選用北江中砂,其各項物理指標(biāo)如表4所示,均滿足JGJ52-2006的技術(shù)要求。

外加劑:采用西卡標(biāo)準(zhǔn)型高性能減水劑,其主要物理性能指標(biāo)如表5所示,其各項指標(biāo)均能達(dá)到GB8076-2008的要求。



3混凝土配合比設(shè)計及研究分析

3.1混凝土配合比設(shè)計

根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ55-2011,配制C30混凝土,其標(biāo)準(zhǔn)差可取5.0MPa,設(shè)計強度取30+5×1.645=38.2MPa。配制混凝土坍落度為160±20mm,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進行計算,并通過試配經(jīng)驗進行調(diào)整,得出了基準(zhǔn)混凝土配合比,并在基準(zhǔn)混凝土的基礎(chǔ)上,調(diào)節(jié)石粉含量,具體試配配合比見表6。




3.2石粉含量對C30混凝土拌合性能的影響

通過試配,得出了石粉含量不同的混凝土拌合性能,其拌合物坍落度及和易性數(shù)據(jù)如表7所示。



由表7可知,石粉含量對C30混凝土拌合性能有較大影響,隨著石粉含量的增加,C30混凝土坍落度先升高后降低,和易性也在石粉含量達(dá)到20%后,開始變差。這是因為石粉中有大量球狀顆粒,能夠起到粉煤灰一樣的滾珠軸承作用,從而改善坍落度和和易性。但隨著石粉含量進一步增加,石粉本身就屬于微小顆粒,比表面積較大,從而表面會吸附大量的拌合用水,從而導(dǎo)致坍落度降低,拌合物和易性變差。因此,在配制C30混凝土?xí)r,石粉含量不宜超過20%。


3.3石粉含量對C30混凝土力學(xué)性能的影響

力學(xué)性能作為混凝土最重要的指標(biāo),代表著混凝土的承載能力的高低,因此需要針對石粉含量對C30混凝土力學(xué)性能的影響進行研究。由于混凝土力學(xué)性能指標(biāo)很多,最常用的是混凝土抗壓強度。故試配時,針對混凝土抗壓強度,成型了混凝土抗壓試塊,來對石粉含量不同的C30混凝土進行研究。試配所得到的抗壓強度數(shù)據(jù)如表8所示。



由表8可看出,石粉含量對C30混凝土抗壓強度有很大影響,隨著石粉含量的增加,混凝土抗壓強度先升高后降低。當(dāng)石粉含量超過20%后,混凝土抗壓強度不斷降低。石粉含量到達(dá)30%時,混凝土抗壓強度7d28d分別是基準(zhǔn)混凝土抗壓強度的86.3%86.4%分別下降13.7%13.6%,強度下降明顯。而石粉含量為10%時,混凝土抗壓強度7d28d與基準(zhǔn)混凝土相比,分別提高了15.7%11.2%。其原因在于:一方面機制砂混凝土體系中,石粉在水泥水化早期對Ca(OH)2C-S-H的形成起晶核作用,加速了熟料礦物特別是C3S礦物的水化,有利于早期強度的改進;另一方面石粉改善了機制砂的顆粒堆積密度,改善了硬化漿體和界面過渡區(qū)的密實度,提高了混凝土的強度。負(fù)效應(yīng)體現(xiàn)在石粉含量太高(>20%)破壞了混凝土中最密實堆積結(jié)構(gòu)使混凝土的膠集比偏離最佳值,強度呈明顯的降低趨勢。


4結(jié)論

通過試驗研究分析,可以得出以下結(jié)論:

⑴石粉含量對C30混凝土抗壓強度的影響分為正效應(yīng)和負(fù)效應(yīng),隨著石粉含量增加,混凝土抗壓強度先升高后降低,建議石粉含量不宜超過20%。

⑵石粉含量對C30混凝土拌合性能同樣有很大影響,拌合物坍落度先升高后降低,和易性也隨之石粉含量的增加而變差。(來源:《廣東建材》2019.06

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