机制砂石粉含量对混凝土性能的影响-济南四建.doc

机制砂石粉含量对混凝土性能的影响 张冬 李海波 袁惠星（济南四建（集团）有限责任公司 济南市济洛路163号 250031） 摘要： 通过试验研究了机制砂不同的石粉含量对混凝土新拌性能、强度、收缩性能、弹性模量的影响，得出了随着机制砂中石粉含量的提高，新拌混凝土出机坍落度减小，坍落度损失增大，强度呈下降趋势，收缩呈增加趋势，但在一定范围内，对混凝土强度、收缩性能、弹性模量影响不大，应充分正确的利用机制砂中的石粉。关键词 机制砂；石粉含量；新拌混凝土性能；力学性能 Influence of Mineral Powder Content in Artificial Sand on Concrete Performance ZhangDong LiHaibo YuanHuixing(Jinan Fourth Construction (Group) Limited-Liability Corporation, No.163, Jiluo road, Jinan,250031)Abstract Influence of different mineral powder content on fresh concrete performance ,strength, shrinkage performance and elastic modulus was studied through the experiment. The conclusion was drawn that the initial slump constant of fresh concrete reduced, the loss increased, the strength decreased and the shrinkage increased. But in a certain range, the influence on the strength, shrinkage performance and elastic modulus remain weak. So we should make full and correct use of the mineral powder in artificial sand.Keywords artificial sand, mineral powder content, fresh concrete performance, strength performance0 前言机制砂目前在混凝土生产中已得到大量应用。用于配制混凝土所用的机制砂一般由岩石经开采机械破碎筛分而成。在生产过程中，会产生10-15%左右的石粉。实际应用中，会利用水洗或风选等方式，将石粉含量保持在7-8%。石粉是一种比表面积较大的惰性物质，掺入混凝土中不参与水化反应。在水泥用量较多的情况下，在相同水泥用量、相同坍落度的机制砂混凝土中，随着机制砂中石粉含量的增加，总的比表面积增大，需水量增加，水灰比变大，导致混凝土强度降低。但是石粉中吸附的这部分水，只是物理吸附，大部分会被石粉周围的水泥颗粒的继续水化重新利用，所以石粉多用的水量与混凝土强度降低并不成比例。而且在泵送混凝土中，石粉对减水组份的吸附，会降低减水剂的效果从而导致混凝土的出机坍落度减小、坍落度损失增大。但是在单位水泥用量较少的情况下，拌和物有离析现象，保水性能差。当机制砂中含有适量石粉时，起滚珠作用的细颗粒增加，改善了混凝土的和易性，相同坍落度情况下减少了用水量，提高了强度，但这时石粉含量仍有一个最优值。超过最优值后，会增加单位用水量，降低混凝土强度。我们选取石粉含量分别在7.3%、10.3%、13.3%的机制砂，以C30混凝土为例，在混凝土配合比保持一致，即水灰比一致，砂率保持一致，外加剂掺量相等，粉煤灰替代率10%，在这样的条件下，试验研究了石粉含量对机制砂混凝土性能的影响，并对相关机理进行了分析。1 试验原材料及性能1.1机制砂 选用的机制砂物理性能如表1所示：产地颗粒级配细度模数石粉含量%泥块含量%压碎指标%堆积密度Kg/m3济南筛孔尺寸(mm)9.504.752.361.180.6000.3000.1503.17.3（MB=1.0）0.1181591累计筛余(%)00.320.148.363.089.494.4 表1 机制砂物理性能从表1可以看出，机制砂颗粒级配比较好，石粉含量和泥块含量均较低，压碎指标完全符合国标要求。亚甲蓝试验测得MB=1.0，说明石粉中主要是与被加工母岩化学成分相同的岩石颗粒，泥土含量较少。1.2 水泥 水泥物理性能如表2所示： 表2 水泥物理性能编号厂家品种强度等级细度（0.08mm方孔筛筛余）初凝时间终凝时间3d强度(MPa)28d强度(MPa)抗折抗压抗折抗压1山东水泥厂P.O42.5R1.02h0min3h35min6.433.38.051.71.3 粉煤灰粉煤灰物理性能如表3所示 表3 粉煤灰物理性能厂家细度（0.045mm方孔筛筛余%）需水量比%烧失量%强度活性指数（%）肥城石横电厂12%1022.378.41.4碎石碎石物理性能如表4所示： 表4 碎石物理性能产地公称粒级 mm针片状颗粒含量(%)含泥量(%)济南5-257.50.31.5泵送剂泵送剂选用济南市常用的一种由萘系减水剂复合而成的泵送剂，减水率21%，密度1.13 Kg/m3。3 试验结果及分析机制砂混凝土配合比设计按照普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2000)的规定进行。机制砂配制混凝土的砂率，根据机制砂细度模数、石粉含量，作以适当调整。配合比如表5所示。表5 配合比配合比编号编号砂类别强度等级设计坍落度mm水泥粉煤灰石子砂子水灰比1机制砂C30180360609797690.443.1 新拌混凝土性能 新拌混凝土性能如表6所示。 表6 新拌混凝土性能试验编号强度等级石粉含量(%)出机坍落度(mm)有无泌水离析1h后坍落度(mm)坍落度损失(mm)有无泌水离析1C307.3230无20030无2C3010.3220无18040无3C3013.3200无16545无在不同的石粉含量时，新拌混凝土性能均较好。随着石粉含量的增加，出机坍落度减小，坍落度损失也呈增大的趋势。这是由于石粉吸附了一部分减水剂和水，使新拌混凝土中自由水减少，降低了流动性。3.2 抗压强度、抗折强度 抗压强度、抗折强度如表7所示。表7 抗压强度、抗折强度试验编号强度等级石粉含量（%）28d抗压强度(Mpa)28d抗折强度(Mpa)1C307.346.16.82C3010.345.86.33C3013.345.14.8从表7可以看出，在水灰比一致的情况下，随着石粉含量的增加，强度呈下降趋势。这是由于石粉中毕竟含有少量的泥粉，随着石粉含量的增加，泥粉也增加，泥粉阻碍水泥水化物与骨料结合的作用得到加强。但石粉含量的增加导致强度下降的趋势较缓，石粉含量增加82%，抗压强度仅下降2%，这说明石粉含量在这样一个范围内，石粉含量对抗压强度的影响是非常弱的。3.3 收缩性能不同石粉含量的混凝土收缩率如表8所示：表8 混凝土收缩率（%）编号石粉含量混凝土等级14d28d60d17.3C300.05100.06350.0749210.3C300.06630.07320.0802313.3C300.07100.07760.0851从表8可以看出，随着石粉含量增加，混凝土收缩呈增大的趋势，但对收缩的影响程度不大。3.4弹性模量试验不同石粉含量的机制砂配制的混凝土弹性模量如表9所示：表9 混凝土的弹性模量试 验编 号石粉含量(%)混凝土等级弹性模量(Mpa)17.3C3043200210.3C3044800313.3C3036200从表9可以看出，石粉含量对弹性模量的影响不大，但超过一定值后，弹性模量下降很快。4 结语（1）随着石粉含量的增加，新拌混凝土出机坍落度减小，坍落度损失也呈增大的趋势。（2）在水灰比一致的情况下，随着石粉含量的增加，强度呈下降趋势，混凝土收缩呈增大趋势。在一定范围内，对强度、收缩的影响不大。（3）石粉含量对弹性模量的影响不大，但超过一定值后，弹性模量下降很快。（4）机制砂中的石粉在一定范围内，对混凝土性能影响不大，对某些性能还有利，应充分正确的利用机制砂中的石粉。参考文献1 冯乃谦.实用混凝土大全M.北京:科学出版社,20012 聂法智，邢文琪，樊