機(jī)制砂對混凝土性能的影響因素--增加機(jī)制砂亞甲藍(lán)值”概念_第1頁
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文檔簡介

1、機(jī)制砂對混凝土性能的影響因素-增加機(jī)制砂亞甲藍(lán)值”概念亞甲藍(lán)值:用于判定細(xì)集料中粒徑小于0.075mm顆粒含量主要是泥土還是石粉的指標(biāo)。英文:methylene blue value(MB)。目的:確定細(xì)集料中是否存在膨脹性粘土礦物,并測定其含量,以評定集料的潔凈程度。表示:亞甲藍(lán)值MB。天然河砂的含泥量是用“含泥量”來衡量的,但是機(jī)制砂的粉狀物“是泥土還是石粉”傻傻不好區(qū)分,只能用“亞甲藍(lán)值”來衡量??茖W(xué)家很聰明、也是經(jīng)過千辛萬苦,發(fā)現(xiàn)僅僅膨脹性粘土礦物才會吸附“亞甲藍(lán)試劑”,而“石粉”不會吸附“亞甲藍(lán)試劑”。所以同一份機(jī)制砂試樣,如果吸附“亞甲藍(lán)試劑”的量大,就說明其中“膨脹性粘土礦物”含

2、量高,質(zhì)量就不好。吸附“亞甲藍(lán)試劑”的量MB值大于1.4的機(jī)制砂就是不合格產(chǎn)品,不能用于C25以上強(qiáng)度的混凝土拌制。機(jī)制砂的質(zhì)量因石料廠的不同等因素存在比較大的質(zhì)量差異,其中最重要的指標(biāo)是反應(yīng)石粉含泥量的MB值(亞甲藍(lán)值),按照MB值的大小,機(jī)制砂質(zhì)量從好到次依次分為I類機(jī)制砂、II類機(jī)制砂、III類機(jī)制砂。將MB0.5的機(jī)制砂劃為I類,可以應(yīng)用到C60及以上的混凝上;0.5MB1.0的機(jī)制砂劃為II類,可以應(yīng)用到C30-C55的混凝土;1.0MB1.4時,的機(jī)制砂劃為III類,用于C25及以下的混凝土。0引言隨著我國基建工程地進(jìn)行,城鎮(zhèn)化程度不斷地提高,我國混凝土產(chǎn)量也在逐年增加,目前用于混

3、凝土制備的砂石主要是自然砂,而天然砂已經(jīng)無法完全滿足工程建設(shè)的需要,而且隨著國家生態(tài)文明的不斷推進(jìn),各個地區(qū)也出臺了關(guān)于自然砂石限采或禁采的政策。所以,為了保護(hù)我們的生態(tài)環(huán)境,同時確保工程建設(shè)能夠穩(wěn)定地進(jìn)行,選用機(jī)制砂取代自然砂來制備混凝土已經(jīng)成為了當(dāng)前實際工程和科學(xué)研究的熱點。自然砂天然砂是在自然中經(jīng)過化學(xué)、物理、生物共同作用風(fēng)化后、然后通過河流的搬運和分選、最終形成的粒徑小于4.75mm的巖石顆粒,天然砂按照產(chǎn)源的不同主要分為河砂、海砂、山砂,是一種短時間內(nèi)無法再生的資源。天然砂經(jīng)過長時間的風(fēng)化后,表面能降低,能夠在混凝土內(nèi)部穩(wěn)定存在。機(jī)制砂機(jī)制砂是由巖石首先經(jīng)過除土開采、然后機(jī)械破碎、最

4、后篩分成的粒徑小于4.75mm的顆粒,但是不包含風(fēng)化巖石和軟質(zhì)巖顆粒,它具有強(qiáng)度較高、物理力學(xué)性能好、石粉含量可控、級配穩(wěn)定等優(yōu)點,可以提高混凝土的密實程度,改善混凝土工作性能,同時機(jī)制砂的原材料中可加入礦物廢渣、建筑垃圾,緩解了資源和環(huán)境的壓力,已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到了預(yù)拌混凝土中。機(jī)制砂的質(zhì)量除了與母巖的巖性有關(guān),還與其生產(chǎn)工藝有關(guān),不同的破碎、篩分和除粉工藝決定了機(jī)制砂的粒形、級配、石粉含量等最終都會對混凝土的性能產(chǎn)生巨大的影響。1機(jī)制砂影響混凝土性能的因素1.1機(jī)制砂的巖性目前,市場上用于加工機(jī)制砂的巖石種類較多,機(jī)制砂母巖的不同對制備的混凝土性能會有一定的影響。研究表明,利用不同種類的機(jī)

5、制砂制備的混凝土,其力學(xué)性能的差異與養(yǎng)護(hù)齡期有關(guān),唐凱靖選用玄武巖機(jī)制砂和石英質(zhì)機(jī)制砂和河砂分別配制了C50混凝土,并測試了混凝土的抗壓強(qiáng)度,結(jié)果顯示,二者的3天抗壓強(qiáng)度相差達(dá)15.5MPa,而二者的28天抗壓強(qiáng)度相差則減小到了2.3MPa。同時混凝土的強(qiáng)度等級也會影響不同的機(jī)制砂混凝土力學(xué)性能的差異。湯晴分別利用石灰?guī)r和凝灰?guī)r機(jī)制砂配制了不同強(qiáng)度等級(C30、C60、C80)的混凝土,通過測試二者的力學(xué)性能后發(fā)現(xiàn),在混凝土的強(qiáng)度等級比較低時,二者的28天抗壓強(qiáng)度相差很小,而隨著配制的機(jī)制砂混凝土強(qiáng)度等級的提高,二者的28天抗壓強(qiáng)度相差會變大,而且利用石灰?guī)r配制的機(jī)制砂混凝土的力學(xué)性能明顯比凝

6、灰?guī)r機(jī)制砂混凝土好。而宋少民等選取了六種常見不同巖性機(jī)制砂,配制了C30和C50兩種混凝土,研究了在相同級配、粒形的條件下,機(jī)制砂巖性對混凝土28天抗壓強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明,對于C30混凝土,利用石灰?guī)r和花崗巖配制的機(jī)制砂混凝土的28天抗壓強(qiáng)度比較接近,二者相差約為5MPa;對于C50混凝土,28天抗壓強(qiáng)度最高的石灰?guī)r機(jī)制砂混凝土與最低的花崗巖機(jī)制砂混凝土相差約為20MPa。機(jī)制砂的巖性影響混凝土力學(xué)性能的原因主要是不同的機(jī)制砂母巖自身的成份、風(fēng)化程度和雜質(zhì)含量不一樣,導(dǎo)致制得機(jī)制砂的質(zhì)均性和在混凝土中的分散性有差異,最終會影響機(jī)制砂與混凝土結(jié)合的緊密程度。1.2機(jī)制砂的摻量為了緩解對自然砂資

7、源的開采和消耗,在實際工程中常常利用機(jī)制砂來代替部分自然砂,與自然砂一起混合使用來制備混凝土,但是機(jī)制砂的摻量對混合砂混凝土的各項性能有著重要的影響。鄧翀等在研究了機(jī)制砂的摻量對混凝土各項性能的影響后發(fā)現(xiàn),機(jī)制砂取代部分河砂能夠增強(qiáng)混凝土早期的抗裂性能,但是也會使混凝土的干縮變大,隨著機(jī)制砂摻量的增加,混凝土的流變性會逐漸減小,當(dāng)機(jī)制砂摻量小于40%時,夠抑制混凝土產(chǎn)生的徐變,而摻量超過40%時反而會使混凝土的徐變增大。與自然砂相比,機(jī)制砂表面不規(guī)則,比較粗糙,與水泥的結(jié)合更為緊密,這能夠提高混凝土的強(qiáng)度,同時適量的機(jī)制砂中含有的石粉還具有微料填充的效應(yīng)同時還能加速水泥的水化反應(yīng),這也有利于提

8、升混凝土的力學(xué)性能。但是當(dāng)機(jī)制砂的摻量很大時,使得機(jī)制砂向混凝土中帶入的石粉含量過多,使混凝土中自由水與水泥比增大,部分自由水沒有參與水化反應(yīng)而蒸發(fā),導(dǎo)致混凝土的干縮增大,同時過量的石粉還會削弱骨料的骨架作用,使混凝土的力學(xué)性能下降。1.3機(jī)制砂的級配機(jī)制砂不同的級配主要會對膠砂的流動度、膠砂的力學(xué)性能以及混凝土的工作性能產(chǎn)生影響。陳景等通過篩分試驗方法將機(jī)制砂各級配進(jìn)行篩分之后按照一定規(guī)律進(jìn)行重新配置,研究了機(jī)制砂不同的級配對混凝土力學(xué)性能的影響,結(jié)果表明,當(dāng)機(jī)制砂篩底篩余在10%12%時,混凝土的強(qiáng)度最佳。喻萍等在制備并測試了不同級配的機(jī)制砂膠砂和混凝土后發(fā)現(xiàn),機(jī)制砂中0.6mm累計篩余量

9、的多少對機(jī)制砂膠砂的流動性能影響很大。當(dāng)0.6mm機(jī)制砂的累計篩余量在40%77%之間時,機(jī)制砂膠砂的流動度隨著0.6mm累計篩余余量的增加而變大。而艾志勇等在研究了機(jī)制砂不同的級配對高強(qiáng)混凝土的性能后發(fā)現(xiàn):1.18mm4.75mm的粒級組主要影響的是混凝土的泌水性,0.31.18mm和0.075mm0.3mm的粒級組則影響的是混凝土的黏聚性。研究表明機(jī)制砂良好的級配能一方面為混凝土提供更合理的骨架,減少混凝土內(nèi)部界面過渡的缺陷,另一方面能夠降低孔隙率,使得混凝土的包裹性更好,進(jìn)而提升混凝土的工作性能。1.4機(jī)制砂的石粉含量機(jī)制砂在生產(chǎn)的過程中,會伴隨著部分石灰和石粉的出現(xiàn),而石灰石粉含量的多

10、少對混凝土的工作性能和強(qiáng)度有較大的影響??道麠澋仍谥苽淞瞬煌沂酆康臋C(jī)制砂混凝土后,通過測試其抗壓強(qiáng)度發(fā)現(xiàn),機(jī)制砂混凝土中的石灰石粉含量存在最佳的臨界值,即15%,當(dāng)石灰石粉含量為15%時,混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最高。一旦石灰石粉的含量超過15%之后,混凝土的工作穩(wěn)定性就會出現(xiàn)比較明顯的下降。但是石粉的含量在機(jī)制砂混凝土中也不是越低就越好,鄭銳在進(jìn)行了石粉含量對機(jī)制砂混凝土性能影響的試驗后得出,在機(jī)制砂各項參數(shù)固定而且指標(biāo)都符合條件的前提下,當(dāng)石粉含量小于3%時,混凝土的粘性較差,導(dǎo)致混凝土的密實度和抗拉性能較差,抗壓強(qiáng)度較低。所以在強(qiáng)度不同的機(jī)制砂混凝土中,石粉的含量都應(yīng)該存在一個最佳的

11、范圍。程小栓等通過調(diào)整不同機(jī)制砂混凝土中的石粉含量,研究了石粉的含量對不同強(qiáng)度混凝土工作性能的影響,結(jié)果表明在低強(qiáng)的混凝土中石粉的含量最佳為10%15%,而在強(qiáng)度很高的混凝土中石粉含量最佳為7%10%。適量的石粉在機(jī)制砂混凝土中不僅能填充骨料和水化產(chǎn)物之間的間隙,而且石粉具有的強(qiáng)吸水性還可以減少混凝土的界面泌水,增強(qiáng)混凝土的密實度,提升混凝土的各項性能。但是一旦機(jī)制砂混凝土中的石粉含量過大時,則會使混凝土出現(xiàn)部分游離態(tài)的石粉,這不利于集料與水泥石的黏結(jié),當(dāng)水泥和水用量不變時,過多的石粉吸收水后使水泥漿體的實際水灰比大大減小,水泥水化實際用水量不足,使得混凝土的強(qiáng)度降低。1.5其他因素機(jī)制砂混凝土的工作性能除了由上述的關(guān)鍵因素決定之外,同時機(jī)制砂的破碎方式、顆粒形狀、和泥粉含量等也會對混凝土的各項性能產(chǎn)生影響。2研究現(xiàn)狀與不足目前,對機(jī)制砂混凝土的研究主要是針對低強(qiáng)混凝土,而關(guān)于高強(qiáng)和高性能的混凝土研究較少,由于機(jī)制砂影響混凝土性能的參數(shù)有很多,在高強(qiáng)混凝土中,機(jī)制砂的級配、石粉含量等與低強(qiáng)混凝土相比有很大的不同,而且為了使機(jī)制砂混凝土能夠滿足高性能和高強(qiáng)度的要求,還需要添加其他摻料,如硅粉等,對于這些外摻物在高強(qiáng)和高性能機(jī)制砂混凝土中的使用都需要我們進(jìn)

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