石粉对碾压混凝土性能的影响

石粉对碾压混凝凝土性能的的影响

1概述

石粉主要是指岩岩石经过机机械加工后后的粒径小小于0．16mmm的微细颗颗粒,它包括人人工砂中粒粒径小于0．16mmm的细颗颗粒和专门门磨细的岩岩石粉末。碾碾压混凝土土配合比设设计中,石粉含量量一般是指指石粉占人人工砂质量量的百分数数。石粉形形貌与水泥泥颗粒相似似,为形状不不规则的多多棱体。由由于碾压混混凝土中胶胶凝材料和和水的用量量较少,当人工砂砂中含有适适量的石粉粉时,因与掺合合料的细度度基本相当当,石粉在砂砂浆中能够够替代部分分掺合料,与胶凝材材料一起起起到填充空空隙和包裹裹砂粒表面面的作用,即相当于于增加了胶胶凝材料浆浆体,能在一定定程度上改改善灰浆量量较少的碾碾压混凝土土拌和物的的和易性,增进混凝凝土的匀质质性、密实实性、抗渗渗性,提高混凝凝土的强度度及断裂韧韧性,改善施工工层面的胶胶粘性能,减少胶凝凝材料用量量,降低绝热热温升。适适当提高石石粉含量,可降低成成本,是提高混混凝土质量量的措施之之一。

人工砂石料中石石粉的含量量和粒径分分布与人工工砂石料的的生产设备备、生产工工艺和岩石石种类有关关。如百色色水利枢纽纽碾压混凝凝土主坝工工程采用辉辉绿岩骨料料,受生产工工艺、生产产设备和岩岩石种类的的影响,人工砂中中石粉含量量大,占20%～24%,,其中微粉(即小于0．08mmm)占石粉的40%～60%;江垭大坝坝混凝土骨骨料生产采采用意大利利产的碎石石机,石质为灰灰质白云岩岩、灰岩及及白云质灰灰岩,所生产的的人工砂中中石粉含量量约占细骨骨料18．9%,其中小于0．075mm的微微粒约占13．9%,小于0．005mm的微微粒含量仅仅占1%;;索风营水水电站工程程采用PL—8500立轴式破破碎机生产产骨粒,石质为石石灰岩,石粉含量量为17%～21．8%,平均18．3%,小于0．08mmm的石粉粉含量为11．6%～14．4%,平均12．8%。

已见报道生产石石粉的岩石石种类较多多,如石灰岩岩、凝灰岩岩、辉绿岩岩、花岗岩岩、片岩、白白云质灰岩岩等,它们化学学成分各不不相同,多为非活活性材料。有有的石粉也也具有一定定的活性,可能参与与胶凝材料料水化反应应。但是,即使有活活性的石粉粉因其长期期沉积而转转化为稳定定的晶体,所以其活活性很低。因因此,石粉活性性与粉煤灰灰、矿渣、磷磷矿渣等活活性材料对对比要低得得多,即它们的的火山灰活活性效应作作用不大。但但是,其能发挥挥微集料作作用,充填水泥泥颗粒之间间的空隙和和优化细粉粉料(包括水泥泥和活性混混合料)的级配。同同时,由于其形形貌为多棱棱体,浆体之间间的结合力力好,机械咬合合力高。因因此,它们能改改善碾压混混凝土的工工作性和可可碾压性,并对混凝凝土的强度度有贡献。

2石粉含量对碾碾压混凝土土工作性的的影响2．1保持水泥用量量不变,石粉取代代部分粉煤煤灰

陈改新研究表明明:保持水泥泥用量不变变的条件下下,将砂中的的石粉含量量由10%增加到16．1%,,用石粉取取代18～48kkg(155%～41%)粉煤灰,石粉取代代量对碾压压混凝土的的VC值几乎乎没有影响响。周云虎虎研究表明明,在用水量量、掺和料料总量(F+SF)不变的条条件下,用石灰质质石粉替代代粉煤灰(25%～100%%),石粉替代代粉煤灰的的量对混凝凝土VC值影响响不大。陆陆采荣等研研究表明,在保持水水泥用量、水水胶比、掺掺合料总量量(F+SF)不变的条条件下,用凝灰岩岩石粉替代代磷矿渣(38%%～67%)对混凝土土VC值影响响不大。因因此,一般情况况下,石粉取代代粉煤灰的的量在较大大范围内对对碾压混凝凝土工作性性的影响不不大。

2．2保持水泥和粉粉煤灰(或其他活活性掺和料料)用量不变变的条件下下,增加人人工砂中石石粉含量

陈改新用石灰岩岩人工砂石石料研究表表明:保持水泥泥用量和粉粉煤灰用量量不变的条条件下,人工砂中中的石粉含含量由13．6%增加到18．8%,,碾压混凝凝土的VCC值基本上上没有增大大。而朱国国伟用辉绿绿岩人工砂砂石料研究究表明:石粉含量量高低对碾碾压混凝土土的VC值有很大大影响,对碾压混混凝土的用用水量影响响也很大。同同时,石粉含量量对碾压混混凝土的凝凝结时间影影响也很大大。大部分分研究成果果表明,石粉含量量低于20%时,石粉含量量对碾压混混凝土的VVC影响不不大。但是是,对于特种种石料如辉辉绿岩以及及细颗粒(小于0．08mmm以下)含量特别别大(一般超过40%以上),或石粉含含量超过20%以上的情情况,石粉含量量对碾压混混凝土的VVC值影响响较大。

2．3石粉含量对碾碾压混凝土土α值的影响响

浆量(水泥+活性混合材的浆浆体总量)与细骨料料的孔隙体体积之比值值为α值。α值表达胶胶凝材料浆浆体的富裕裕程度,受胶凝材材料浆体总总量和砂子子孔隙率的的影响。砂砂子孔隙率率的大小主主要由砂子子的级配和和石粉含量量决定,当胶凝材材料浆体量量一定时,砂子的级级配也一定定时,石粉含量量对α值的影响响就很大。何何金荣等人人采用贵州州索风营水水电站的砂砂料进行试试验表明:α值开始时时随砂中石石粉含量的的增大而增增大,此时砂的的紧密度也也增大。当当石粉含量量达到16%左右,α值达到最最大,砂子的密密度也最大大,砂子孔隙隙率最小。当当石粉含量量继续增大大时,α值不再增增大而呈缓缓慢下降。陈陈改新(采用不同同的材料)试验结果果表明:石粉含量量在18%～20%时,堆积密度度最大、空空隙率最小小。不同的的人工砂的的级配不同同,石粉的颗颗粒分布不不同,当其堆积积密度最大大,空隙率最最小、α值最大时时其石粉含含量也不同同。但其规规律是相同同的,即α值开始时时随着石粉粉含量的增增大而增大大,到达最佳佳含量时,α值最大。随随后随着石石粉含量增增大,α值呈缓慢慢下降趋势势。尤其对对于用天然然砂和卵石石骨料时,砂的细度度模量又较较大时,增加石粉粉含量,对增加混混凝土工作作性及密实实性起重要要作用。

3石粉含量对碾碾压混凝土土强度的影影响3．1石粉替代部分分活性掺合合料(即内掺)

水泥胶砂对比试试验分析结结果(见图1)表明,石灰岩石石粉替代部部分粉煤灰灰,对胶砂的的需水量没没有太大影影响,其抗压强强度、抗折折强度随替替代量的增增加而下降降。凝灰岩岩石粉替代代部分磷矿矿渣,其抗压强强度也随替替代量增加加而下降(见图2)。不管是是石灰岩石石粉还是凝凝灰岩石粉粉,其替代量量越大(>50%)),后期强度度增长越小小(28～90dd),这是由于于这两种石石粉都是非非活性掺合合料,火山灰效效应极低的的缘故。用用石灰岩石石粉取代粉粉煤灰试验验表明:增加用水水量,保持工作作度VC值不变,石粉取代代粉煤灰量量由18kg增加加到48kg,碾压混凝凝土的抗压压强度呈下下降趋势,但降幅不不大;保持水胶胶比、水泥泥用量不变变,用石灰岩岩石粉取代代粉煤灰,掺外加剂剂调整工作作度,所配制的的碾压混凝凝土的抗压压强度随石石粉取代量量的增加而而下降,其抗折强强度也随石石粉替代量量的增加而而下降。当当替代量为为25%时,其7d抗压强度度下降≤10%,288d抗压强度度下降≤18%,288d抗折强度度下降≤10%,900d抗压强度度下降≤10%;;当替代量量为50%时,其7d抗压强度度下降≤15%,288d抗压强度度下降≤26%,288d抗折强度度下降≤25%,900d抗压强度度下降≤24%(见表1、表2及图3、图4)。

3．2保持水泥用量量和粉煤灰灰用量不变变的条件下下,增加石石粉含量((外掺)陈改新实验研究究认为:当水胶比比为0．42,保持水泥泥用量和粉粉煤灰用量量不变的条条件下,石灰岩石石粉含量从从13．6%增加到18．8%时,对碾压混混凝土抗压压强度没有有明显不利利影响;朱国伟利利用辉绿岩岩人工砂及及其石粉进进行实验研研究,结果表明:保持水胶胶比、砂率率、单方外外加剂用量量、单方粉粉煤灰用量量不变、调调整用水量量达到一样样工作度的的条件下,当石粉含含量从14%上升到16%时,其抗压强强度、抗折折强度均增增大;当石粉含含量从16%～18%时,其抗压强强度、抗折折强度没有有明显变化化,同时达到到最大值;当石粉含含量从18%～24%时,其抗压强强度随石粉粉掺量增加加而下降,288d劈拉强度度也有下降降趋势(见表3和图5)。

在保持水泥用量量和粉煤灰灰用量不变变条件下,石粉含量量对碾压混混凝土强度度有一定影影响,当砂子密密度最大,空隙率最最小,碾压混凝凝土密度最最高时,石粉含量量为最佳,此时碾压压混凝土的的强度最高高。石粉含含量在某一一段范围内内对强度影影响不大,这一范围围因材而异异,使用不同同材料,其范围也也不尽相同同。

3．3包裹在粗骨料料表面的石石粉对碾压压混凝土强强度影响

吴金灶等人采用用三德P．Ｏ42．5水泥、嵩嵩屿Ⅱ级粉煤灰灰和汕头ⅡⅡ级粉煤灰灰、人工砂砂石料等原原料进行试试验,研究包裹裹在粗骨料料表面的石石粉对碾压压混凝土强强度的影响响,试验结果果见表4、表5。结果表表明:包裹在粗粗骨料表面面的石粉会会降低碾压压混凝土的的抗压强度度、劈拉强强度和轴拉拉强度。抗抗压强度降降低幅度小小些,劈拉强度度降低幅度度大些。包包裹在粗骨骨料表面的的石粉对碾碾压混凝土土的劈拉强强度影响比比较大。随随着龄期的的增长,包裹在粗粗骨料表面面的石粉对对碾压混凝凝土的抗压压强度的影影响有所减减弱。这是由由于包裹在在粗骨料表表面的石粉粉势必造成成拌和砂浆浆与粗骨料料表面之间间粘结力下下降(或机械咬咬合力下降降)。随着龄龄期增长,胶凝材料料进一步水水化,新生成的C-S-H凝胶不断断渗入粗骨骨料表面,改善了粗粗骨料与砂砂浆之间的的界面结构构,增强砂浆浆与粗骨料料的机械咬咬合力,因此,对强度的的影响有所所减弱。

4石粉含量对碾碾压混凝土土其他力学学性能的影影响

资料表明:在在大掺量粉粉煤灰富胶胶凝材料用用量碾压混混凝土中可可以用石粉粉取代部分分粉煤灰,当单方取取代28kg粉煤煤灰时(即取代量=23．72%)),其90d、180d抗压强度度有所增长长,7d、28d强度略有有降低;288d、90d、180d轴拉强度度有所提高高;288d弹性模量量有所降低低,但90d、180d弹性模量量有所提高高;288d、90d、180d极限拉伸伸均有所提提高。保持持水胶比、粉粉煤灰用量量不变的条条件下,适当调整整用水量,当石粉含含量从14%～20%时,碾压混凝凝土28d极限拉伸伸值,抗拉弹模模、抗压弹弹模变化不不大。当石石粉含量从从22%～24%时,碾压混凝凝土28dd极限拉伸伸值,抗拉弹模模、抗压弹弹模呈下降降趋势(见表6)。

5石粉含量对碾碾压混凝土土干缩性、抗抗冻性和抗抗渗性的影影响

朱国伟等人研究究在保持水水胶比(0．60)、砂率(34%%)、粉煤灰灰掺量(633%)不变的条条件下,石粉含量量对碾压混混凝土干缩缩性能的影影响。研究究结果表明明:随着石粉粉含量的增增加,混凝土各各龄期的干干缩值增加加。龄期短短,其干缩增增大值小些些;龄期长,其干缩增增大值大些些。在大掺量粉煤灰灰富胶凝材材料用量条条件下,石粉可部部分取代粉粉煤灰。当当取代量不不超过20%时,其抗冻性性能、抗渗渗性能相当当。周云虎虎研究表明明:石粉取代代粉煤灰量量达到75%时,其抗渗等等级仍大于于W10。适量掺掺入石粉(不管是外外掺,还是内掺)都有利于于提高混凝凝土的抗渗渗性和抗冻冻性。

6结论

(1)石粉是指指颗粒小于于0．16mmm的经机机械加工的的岩石微细细颗粒,形貌为形形状不规则则的多棱体体,为非活性性掺合料,掺入混凝凝土中,可改善细细粉料的颗颗粒级配,有填充效效应,并可提高高浆体之间间的机械咬咬合力。

(2)一般情况况下,石粉取代代粉煤灰,取代量对对碾压混凝凝土工作性性影响不大大。

(3)保持水泥泥用量和粉粉煤灰用量量不变的条条件下,当石粉含含量低于20%时,石粉含量量对碾压混混凝土的工工作性影响响不大。但但是,对于特殊殊石料如辉辉绿岩以及及细颗粒(小于0．08mmm以下)含量特别别大(一般超过40%以上),或石粉含含量超过20%以上,石粉含量量对混凝土土的工作性性影响较大大。

(4)石粉取代代粉煤灰时时,随着取代代量的增加加,其抗压强强度、劈拉拉强度呈下下降趋势。当当取代量不不大于25%时,其强度下下降幅度不不大。

(5)保持水泥泥用量和粉粉煤灰用量量不变的条条件下,石粉含量量对碾压混混凝土强度度有影响。当当砂子密度度最大,空隙率最最小,碾压混凝凝土密度最最高时的石石粉含量为为最佳含量量。此时,碾压混凝凝土的强度度最高。石石粉含量在在某一段范范围内对其其强度影响响不大。而而这一范围围因材而异异,使用不同同材料,其范围也也不尽相同同。

(6)包裹在粗粗骨料表面面的石粉会会降低碾压压混凝土的的抗压强度度、劈拉强强度和轴拉拉强度。抗抗压强度降降低幅度小小些,抗拉强度度降低幅度度大些。对对早期强度度影响大些些,对后期强强度影响