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建材知多少:石粉对混凝土性能的影响

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建材知多少:石粉对混凝土性能的影响

分类:
行业资讯
编辑:
广州恒德
来源:
网络转载
发布时间:
2021/04/15 14:59
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【摘要】:
混凝土作为当今应用最广、用量最大的建筑材料,其在节能环保,减少污染等方面还面临着很大的发展空间。机制砂、碎石作为混泥土的粗集料,在生产过程中产生大量石粉。这些石粉如果不能合理利用,不仅造成资源浪费,还会对环境产生污染。因此,经济合理地利用这些石粉,既消除石粉对环境的污染,又降低了混凝土的材料成本。

  良好的工作性是混凝土质量均匀、获得高性能因而安全可靠的前提,随着施工技术和高层建筑的发展需要,混凝土的工作性愈来愈重要,良好的工作性因操作方便而加快施工进度,改善劳动条件,减小施工噪音,并为高性能混凝土的生产和施工提供可能性,但混凝土的流动性随时间的增加会降低,这部分损失主要是由胶凝材料的水化及混凝土中的水通过蒸发和吸取而减少引起的,除此之外,由于颗粒表面水化产物的存在而使颗粒之间的相互作用发生改变也是其工作性损失的原因。现对不同石粉掺量的混凝土工作性能进行试验,结果见图2.1。

不同石粉掺量对混凝土工作性能的影响

  图2.1 不同石粉掺量对混凝土工作性能的影响

  在不改变水泥含量的情况下,不掺石粉的混凝土坍落度为190mm,且黏聚性与保水性均不好,混凝土的坍落度随着石粉掺量的增大而减小。从试验结果分析,少量的石粉能够提高混凝土拌合物的扩展度,增加流动性,这是由于石粉发挥了“微集料”作用的结果,混凝土的粘聚性也随着石粉含量的增加有较明显的改善,当石粉掺量达到15%时,混凝土的粘聚性由很差变为良好,混凝土的保水性也由不好变为较好,泌水情况也得到明显改善。石粉的掺入增加了浆体的粘滞性,使混凝土拌合物的粘聚性增加,因此降低了混凝土拌合物的坍落度,减少了混凝土的离析泌水。随着石粉掺量的继续增大,混凝土的流动性明显降低,这是由于石粉的比表面积较高,因此随着石粉掺量的增加,必然导致包裹石粉所需的用水量增加,从而降低了混凝土拌合物的流变性。

  石粉对混凝土基本力学性能的影响

  1石粉对混凝土抗压强度的影响

  适量的石粉的掺入可以提高混凝土密实性,但过高的石粉含量会削弱骨料的骨架作用和降低水泥浆强度,从而降低混凝土强度。抗压强度是衡量混凝土力学性能最基本的指标,现有研究表明石粉对混凝土早期抗压强度的增加较为明显,一般认为掺入石粉对混凝土抗压强度的影响随混凝土龄期的增长而逐渐减弱。现对不同石粉掺量的混凝土的3d、7d、28d的抗压强度进行试验,结果见图3.1。

不同石粉掺量对混凝土抗压强度的影响

  图3.1 不同石粉掺量对混凝土抗压强度的影响

  如表一所示,石粉掺量为20%时,3d、7d和28d的混凝土抗压强度都是最高的,当石粉掺量超过20%时,过多石粉的加入,使得混凝土的级配不合理,粗颗粒的含量相对减少,减弱了骨架的作用,故对混凝土的强度有一些负面的影响,导致抗压强度下降。另外,石粉对混凝土3d抗压强度影响最大,其次是7d抗压强度,石粉对混凝土强度提高的幅度随混凝土龄期的增加而不断降低,所以石粉对混凝土早期强度的提高有较大的帮助。大家从石粉外掺混凝土三天抗压强度也可以明显地看到,无论石粉的掺量是多少,混凝土的强度均比不掺石粉的混凝土的强度要高。

  2石粉对混凝土抗折强度的影响

  混凝土的抗折强度是混凝土路面的主要质量指标。一般认为,混凝土的抗压强度是粗集料骨架的嵌挤和水泥浆的粘结作用而形成的,而抗折强度则靠水泥浆与集料接口的结合强度,这是理论上的理想强度,实际上抗折强度的形成机理受各种因素的影响,其工程中的强度与理论强度差别很大。现对不同石粉掺量的混凝土28d的抗折强度进行试验,结果见图3.2。

不同石粉掺量对混凝土抗折强度的影响

  图3.2 不同石粉掺量对混凝土抗折强度的影响

  实验结果可以看出,石粉对混凝土抗折强度的影响与石粉对混凝土抗压强度的影响规律是一致的,随着石粉含量的增加,混凝土的抗折强度有所增加,当石粉含量增加到20%时,抗折强度有降低的趋势。虽然石粉对混凝土抗压强度与抗折强度的影响规律是一致的,但不尽相同。石粉掺量在20%内,抗折强度随石粉的增加而增加,掺量大于20%时,由于过多的石粉降低了混凝土界面的粘结性能,降低了混凝土的抗折强度,对混凝土的抗折不利。

  石粉对混凝土耐久性能的影响

  混凝土的耐久性是指混凝土对气候作用、化学侵蚀、物理作用或其他破坏作用的抵抗能力。耐久性好的混凝土当暴露于使用环境时,具有保持原有形状、质量和使用性的能力,不会因为保护层碳化或裂缝宽度过大而引起钢筋锈蚀,不发生混凝土严重腐蚀而影响混凝土结构的使用寿命等破坏。

不同石粉掺量对混凝土抗渗性能的影响

  图4.1 不同石粉掺量对混凝土抗渗性能的影响

  石粉的加入改善了混凝土水泥浆体与骨料之间的过渡层。其中,界面过渡区将性质不同的水泥浆体和骨料连成一个整体,它对混凝土渗透性有最重要的影响。这种结构主要是由于集料和水泥浆的分散不均,造成水泥浆中的水分离析,积蓄在粗集料周围从而形成的。因此必须尽可能地抑制过渡层的生成,才能获得高抗渗性。而在原料、工艺与水胶比均相同的条件下,水泥石的密实度主要决定于胶凝材料的组分,在混凝土中合理掺加一定量的石粉,可有效改善过渡层的结构,并提高水泥石的密实度。正是由于上述原因,石粉的合理掺量能使得混凝土的抗渗性得到有效改善。但过量石粉的加入,一部分未参加反应的石粉聚集在骨料表面,降低了骨料的粗糙程度,影响了水泥浆体与骨料之间的胶结能力,损害了界面的性能,降低了混凝土的抗渗性。

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