骨料針片狀對(duì)水泥混凝土性能影響

骨料針片狀對(duì)水泥混凝土性能影響1試驗(yàn)材料及方案1.1試驗(yàn)材料及配比(1)水泥:水泥采用山西雄鷹水泥廠“宏固”牌P.C32.5。(2)骨料:粗、細(xì)骨料產(chǎn)地為山西文水。(3)水:普通自來(lái)水。(4)配合比:水泥∶水∶細(xì)骨料∶粗骨料=376∶203∶692∶1129。1.2試驗(yàn)方案為了研究針片狀含量對(duì)水泥混凝土性能的影響，先將針片狀骨料挑出存放。含量影響試驗(yàn)研究中，針片狀骨料粒徑統(tǒng)一采用均勻分布的方式，選取6種針片狀含量分別為0%、5%、10%、15%、20%、25%;粒徑影響試驗(yàn)中，針片狀含量統(tǒng)一取20%，3種不同的針片狀粒徑取9.5mm、19mm和31.5mm。2針片狀含量及粒徑對(duì)水泥混凝土性能的影響2.1坍落度(1)含量粗骨料針片狀含量對(duì)水泥混凝土坍落度的影響見(jiàn)圖1。從圖1中可以看出，隨著針片狀骨料含量的增加，水泥混凝土的坍落度呈降低趨勢(shì)，當(dāng)含量超過(guò)15%后降低愈加明顯。針片狀骨料的比表面積較大，相應(yīng)與水泥漿的接觸面積增大，針片狀骨料含量的增加導(dǎo)致其表面用水量增加，坍落度降低。由于片狀骨料較針狀骨料的比表面積要大得多，因此坍落度較低且下降更加明顯。(2)粒徑粗骨料粒徑大小對(duì)水泥混凝土坍落度的影響見(jiàn)圖2。從圖中不難發(fā)現(xiàn)，針片狀骨料的粒徑愈大，坍落度愈小，針片狀骨料粒徑增加，比表面積也相應(yīng)增大，相同含量下?lián)饺?1.5mm粒徑針片狀骨料較9.5mm級(jí)別粒徑坍落度下降17mm左右。2.2力學(xué)性能(1)含量水泥混凝土的抗壓、抗彎拉強(qiáng)度是設(shè)計(jì)與施工中的重要力學(xué)性能指標(biāo)，經(jīng)驗(yàn)表明，針片狀骨料將對(duì)水泥混凝土的力學(xué)性能產(chǎn)生影響，不同含量針片狀骨料對(duì)水泥混凝土力學(xué)性能的影響見(jiàn)圖3、圖4。從圖3可以看出，針片狀含量對(duì)水泥混凝土抗壓強(qiáng)度的影響并不顯著，針狀骨料含量為25%的水泥混凝土抗壓強(qiáng)度為41.5MPa，較未含針片狀骨料僅減少7%左右。由圖4可見(jiàn)，針片狀骨料的含量對(duì)水泥混凝土抗彎拉強(qiáng)度的影響較為顯著，尤其是片狀骨料含量達(dá)到10%后抗彎拉強(qiáng)度下降比較明顯，15%含量片狀骨料使得抗彎拉強(qiáng)度下降約為13%，當(dāng)含量提高至25%時(shí)，下降值達(dá)到36%。抗彎拉強(qiáng)度為水泥混凝土路面的主要設(shè)計(jì)控制指標(biāo)，從本研究結(jié)果可以看出，當(dāng)針片狀含量高于15%其抗彎拉強(qiáng)度將較難滿足設(shè)計(jì)要求，因此，建議水泥混凝土中針片狀骨料含量應(yīng)小于15%，必要時(shí)宜小于10%。(2)粒徑骨料針片狀粒徑對(duì)水泥混凝土抗壓強(qiáng)度的影響如圖5所示。從圖5可見(jiàn)，20%針片狀含量下，粒徑越大，抗壓強(qiáng)度值越低，31.5mm粒徑的抗壓強(qiáng)度較9.5mm粒徑降低14%左右。由此可以看出，雖然針片狀含量對(duì)水泥混凝土整體抗壓強(qiáng)度的影響較小，但針片狀骨料的粒徑對(duì)于抗壓強(qiáng)度仍產(chǎn)生一定程度影響。因此在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)盡量控制針片狀骨料含量在10%以內(nèi)，并避免使用大粒徑的針片狀骨料，以確保水泥混凝土的力學(xué)性能滿足要求。2.3抗?jié)B性能圖6為不同骨料針片狀含量水泥混凝土的滲水高度。從圖6中可以看出，針片狀骨料使得混凝土的滲水高度增加，片狀骨料含量為20%時(shí)，滲水高度為12.8mm，較不含針片狀骨料混凝土提高7倍左右?；炷林泻嗅樒瑺罟橇蠒r(shí)，空隙率隨之增大，抗?jié)B能力相應(yīng)削弱。2.4干縮性能本研究采用干縮率來(lái)評(píng)價(jià)其干縮性能，不同齡期下針片狀含量對(duì)混凝土干縮率的影響如圖7所示。從圖7中可見(jiàn)，混凝土的干縮多發(fā)生在前14d，干縮率占總量的90%左右，尤其是前3d干縮率最大，占總量的50%左右。針片狀骨料含量的增加使得混凝土的干縮率增大，針片狀含量為5%對(duì)干縮率的影響較小，含量增至15%～25%，28d干縮率較不含針片狀骨料提高1.6～2.6倍，因此，為防止干縮裂縫等相關(guān)病害的產(chǎn)生，建議針片狀含量控制在15%以內(nèi)。3技術(shù)指標(biāo)建議范圍(1)總體技術(shù)指標(biāo)建議：應(yīng)控制針片狀骨料含量在15%以內(nèi)，若其中片狀骨料占針片狀骨料總含量的50%以上，宜控制含量在10%以內(nèi)。(2)對(duì)抗彎拉強(qiáng)度要求較高的混凝土，應(yīng)控制針片狀骨料在10%以內(nèi)。(3)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，避免使用大粒徑的針片狀骨料，以確保水泥混凝土的性能滿足要求。4結(jié)語(yǔ)本文通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研究針片狀含量及粒徑對(duì)水泥混凝土坍落度、力學(xué)性能、抗?jié)B性能和干縮性能的影響，得出如下結(jié)論：(1)針片狀骨料含量和粒徑的增大使得混凝土的坍落度降低，片狀骨料的影響效應(yīng)較針狀骨料更加明顯，25%含量片狀骨料的坍落度較不含針片狀骨料的混凝土下降約40mm，相同含量下?lián)饺?1.5mm粒徑針片狀骨料較9.5mm級(jí)別粒徑坍落度下降17mm左右。(2)針片狀骨料對(duì)抗壓強(qiáng)度影響較小，對(duì)抗彎拉強(qiáng)度影響較大，尤其是片狀骨料含量達(dá)到10%后抗彎拉強(qiáng)度下降更加明顯，當(dāng)含量提高至25%時(shí)，下降值達(dá)到36%。粒徑越大，抗壓強(qiáng)度值越低，31.5mm粒徑的抗壓強(qiáng)度較9.5mm粒徑降低14%左右。(3)針片狀骨料使得混凝土的滲水高度增加，片狀骨料含量為20%時(shí)，滲水高度為12.8mm。(4)針片狀含量的