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    機制砂為什么要摻入石粉

    時間:2022-05-06 16:41 編輯:砂石網 點擊量:

      隨著我國基礎設施建設的迅猛發展和對環境保護的日益重視,現有的天然砂已經不能滿足工程建設的需要,使用機制砂配制混凝土已成為今后的發展趨勢。機制砂與天然砂更顯著的區別是機制砂中含有大量粒徑小于0.075mm的顆粒,但機制砂中小于0.075mm的顆粒與河砂中小于0.075mm的顆粒性質完全不同。在機制砂生產過程中,不可避免地要產生一定數量粒徑小于75μm的石粉,這也是機制砂與天然砂更明顯的區別之一。河砂中的被稱作泥粉,泥粉對混凝土的工作性、體積穩定性和耐久性都有不利的影響,但機制砂中的細小顆粒則被稱為石粉,石粉與母巖的物理化學性質完全一樣,且大量的研究表明,適量的石粉對機制砂混凝土的工作性和強度無不利影響,甚至還可以改善混凝土的性能。
     
      目前各國標準對機制砂中石粉含量更高限值存在較大差異,尚無統一標準。而我國石粉含量控制更為嚴格,國標GB/T14684-2001《建筑用砂》規定混凝土用機制砂的石粉含量分別小于3%(大于等于C60)、5%(介于C30~C60之問)、7%(小于等于C30)。實際上,機制砂生產中通常要產生10%一20%的石粉含量,為了滿足國標規定的石粉含量要求,機制砂中過量的石粉必須通過水洗或風選篩除,這不僅增加了機制砂的生產工序,降低機制砂的產量,提高了機制砂的生產成本,而且在水洗或風選過程中,易使0.15、0.30甚至0.60mm粒徑的砂顆粒也隨之被帶出,造成機制砂中細顆粒含量嚴重不足,破壞了機制砂原有的級配,同時浪費了寶貴的礦產資源和水資源,又造成新的環境污染。
     
      混凝土是一種多相非均質材料,從微觀上看是多孔結構,水通過這些孔隙在混凝土中滲透。一般認為,混凝土的滲透性越低,水及腐蝕性介質越不易滲入,即耐久性越好。本試驗采用選取一種具有代表性巖性的石粉一石灰巖石粉,研究了石粉含量對不同強度等級混凝土工作性、強度及混凝土氯離子抗滲、水壓抗滲的影響。
     
      由于高強混凝土和低強混凝土中膠凝材料的數量不同,石粉對混凝土工作性和強度的影響規律也不同,因此,試驗設計了三個系列的試驗,對比研究了機制砂中石粉含量對不同強度等級混凝土工作性及強度的影響。
     
      對于C30混凝土,石粉含量為10%~15%工作性及強度更佳;對于C60混凝土,石粉含量為7%~10%工作性及強度更佳;對于C80混凝土,石粉含量的增加,混凝土工作性變化不明顯,但石粉含量達到7%時,工作性明顯卜降,混凝土強度隨石粉含量增加呈逐漸卜降趨勢,石粉含量以0~3%較佳。
     
      從工作性反面考慮,低強度混凝土中膠凝材料較少,石粉的存才正好彌補低強度混凝土中膠凝材料較少的缺陷,增加了混凝土漿量,提高了混凝土的工作性。而高強混凝土本身膠凝材料用量較大,水膠比較低,而石粉細度又接近于水泥的細度,增加了混凝土中粉體材料的數量,使混凝土可以流動的自由水變少,致使混凝土變f};從抗壓強度方面考慮,石粉對混凝土強度的影響主要因素有:①石粉細度較小,對混凝土具有一定的微集料填充效應;②石粉具有加速效應,石灰石粉顆粒作為一個個成核場所,致使溶解狀態的C-S-H凝膠遇到固相粒子并接著沉淀其上的概率有所增大,但這種作用在早期較明顯,而后期往往可以忽略;③石灰石粉并非完全惰性,它在水化的過程中可以與水泥中的C3A和C4AF發生反應,生成水化碳鋁酸鈣,水化碳鋁酸鹽可以與其他水化產物相互搭接,使水泥石結構更加密實,從而提高了水泥石的強度。上述都是石粉對混凝土強度影響的正效應,但當石粉含量增大的到某極限值時,由于石粉的大量存在,破壞了混凝土中更密實堆積結構,或使混凝土的膠骨比偏離更佳值,導致混凝土強度下降。
     
      對于C30混凝土,石粉含量為10%~15%工作性及強度更佳;對于C60混凝土,石粉含量為7%~10%工作性及強度更佳;對于C80混凝土,石粉含量的增加,混凝土工作性變化不明顯,但石粉含量達到7%時,工作性明顯卜降,混凝土強度隨石粉含量增加呈逐漸卜降趨勢,石粉含量以0~3%較佳。在C30低強混凝土中,石粉可以改善機制砂混凝土的氯離子抗滲性能,石粉含量更佳值介于10%~15%;石粉對C60高強機制砂混凝土的氯離子抗滲性影響不明顯;對于C80超高強混凝土而言,混凝土的抗氯離子滲透系數非常小,而且隨石粉含量的增加,抗滲系數逐漸提高。對C30低強混凝土其水壓抗滲和氯離子抗滲有較好的相關性,石粉含量為10%~15%時,混凝土的水壓抗滲系數更低。

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