硅质机制砂中石粉含量对混凝土流动性能的影响及改善

1、硅质机制砂中石粉含量对混凝土流动性能的影响及改善随着我国的建设量不断增加， 优质天然河砂的短缺对混凝土的制备产生很大的制约，为解决这个问题，机制砂的使用越来越多，但是使用过程中也出现了许多问题， 现在使用较多的机制砂主要是天然石灰岩生产的钙质机制砂。石灰石质石粉机制砂已经有很多人进行了大量的研究，并取得不小的成果， 而硅质石粉机制砂却鲜有探究。宋少民等人通过研究提出石灰石粉可以作为混凝土矿物掺合料一个组成部分以弥补优质粉煤灰不足的观点。 周明凯等人研究认为石灰石质石粉具有晶核效应，它可以与水泥中的C3A 和 C4AF 在水化反应过程中生成水化碳酸钙与其它水化产物相互搭接， 从而提高了水泥石的强

2、度与耐久性。范德科等人研究表明将机制砂中石粉含量控制在一定的量，其强度和工作性能最佳。硅质石粉吸附性要比钙质石粉强得多，石粉含量较高的机制砂混凝土较为黏稠，流动性不高。改性剂的引入，混凝土的流动度大大增 加，保证施工过程的顺利进行，并且控制好改性剂的比例和用量，并 不会对强度造成影响， 两者相互配合对混凝土的和易性有一个较大的跃升。原材料及试验方法原材料水泥：石家庄鹿泉金隅鼎鑫生产PO42.5 水泥，主要指标见表 1；河北金泰成公司生产的矿渣粉，S95级，比表面积测试为430m2/kg，活性指数测试为105%；金泰成公司级粉煤灰， 45m筛余量为 8.7%，需水量比测试为98%。机制砂，青岛梨

3、沟地区水洗砂及石粉，灰埠地区水洗砂及石粉。各项系数如表 2，主要成分及其含量见表3；粗骨料：石家庄地区碎石，5mm 20mm连续级配，压碎值为11.9%，表观密度为 2.65g/cm3。西卡高性能减水剂：固含量为15%，黄色的液体。1.2试验方法砂浆流动度依据通用硅酸盐水泥GB/T175-2007中净浆流动度方法进行测定； 砂浆强度根据水泥胶砂强度试验 GB/T17671-1999 进行砂浆试件的成型、养护和强度测定。混凝土工作性能依据普通 混凝土拌合物性能试验方法标准GB/T50080-2016测定；规定的坍落度法混凝土强度依据普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081-2002 测定

4、混凝土的强度。试验结果与分析改性剂对砂浆流动性影响试验结果与分析（ 1）选用砂浆试件各组分的质量比为砂水泥水减水剂=700 350 140 3，分别掺杂 0、3%、6%、9%、12%的石粉代替标准砂，在标准砂中添加改性剂砂浆流动性都得到很大的提高， 并且当石粉含量增加到 9%时，砂浆的流动度达到 180mm 以上且 60min 内损失很小的要求，如图 1。图 2 改性剂对机制砂砂浆流动性的影响因两种石粉机制砂中的石粉含量较高，提高水与减水剂组分至 砂水泥水减水剂=700350175 5，在机制砂中添加改性剂砂浆流动性亦明显提高，如图2。）将两种机制水洗砂石粉含量调至10%，梨沟水洗砂组提高 水

5、与减水剂组分至砂水泥水减水剂=700 350150 4时流动度达到满足要求的极限0、30min、60min 分别为 180mm、190mm、190mm。灰埠水洗砂组调高水量到提高水与减水剂组分至砂水泥 水减水剂 =700 350 1604 时亦达到满足要求的极限流动度0、30min、60min 分别为 205mm、208mm、182mm。）将石粉含量调至12%，加入改性剂的情况下，梨沟水洗砂 组提高水与减水剂组分至砂水泥水减水剂=700350150 4时，流动度达到满足要求的极限0、30min、60min 分别为 193mm、 198mm、198mm。灰埠水洗砂组提高水与减水剂组分至砂水泥水减

6、水剂 =700 350 160 5时满足要求的极限流动度为0、30min、60min 分别为 208mm、200mm、203mm。改性剂对砂浆强度影响试验结果与分析为测定改性剂对砂浆强度的影响，设计了三大组砂浆试验， 即 I、II 、III组砂浆试件，三大组砂浆试件的质量比如砂浆流动度试验，各组砂浆的强度如表4。）第 I 大组中， I-1 与 I-2 ，除了后者加入改性剂外，其他组分完全相同， 可见两者的强度相差无几。 因此改性剂的加入并不会影响标准砂砂浆的强度。）第 II 、III 大组中，机制砂增加石粉含量并添加改性剂与机制砂空白组进行对比，可见II-2 、III-2 、III-3的强度略

7、大于与其相对应的 II-1 、III-1的强度。因此改性剂的加入亦不会影响机制砂砂浆的 强度。石粉含量在一定范围内的增加使得砂浆空隙率降低，结构更加致密，有利于强度的提高。改性剂对混凝土坍落度影响试验结果与分析为研究改性剂对机制砂混凝土坍落度及强度的影响， 本试验选取强度等级为 C30 的混凝土进行试验， 其配合比见表 5。表 5 中石粉为除机制砂中本身含有的外添加的量。图 3 为两种机制砂0、30min 坍落度，可见加入改性剂后，机制砂混凝土的初始坍落度明显增大， 且加入改性剂的组别30min 后损失很小，均仍能满足其工作性能。改性剂的引入，大大提高了机制砂流 动度，解决了机制砂混凝土和易性差的问题。图 4 改性剂对机制砂混凝土强度的影响由图 4 可见，梨沟砂 C30 混凝土加入改性剂后IV-2 的强度与 IV-1 几乎相同， 灰埠砂 C30 混凝土加入改性剂后V-2 的强度与 V-1 比，有略微的降低。加入改性剂后，机制砂混凝土和易性大大提高，并且不 会对其强度有太大影响。结论）改性剂的引入可以大幅度提高机制砂砂浆的流动性， 且并不会对强度造成影响。 石粉量的增加可以提高砂浆的密实度，起到提升砂浆抗压强度的作用。）将机制砂混凝土中的石粉含量控制在10%12%之内（梨