《机制砂混凝土工作性能及强度影响因素.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机制砂混凝土工作性能及强度影响因素.docx（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、机制砂混凝土工作性能及强度影响因素目录1 .引言12 .试验12. 1.原材料23. 2.机制砂级配及相关参数24. 3.试验方案33.试验结果与分析33.1. 不同岩性机制砂混凝土的工作性能（见表733. 2.不同岩性机制砂混凝土的抗压强度（见表8）43. 3.不同颗粒形状机制砂混凝土的工作性能（见表9）55. 4.不同颗粒形状机制砂混凝土的抗压强度（见表10）66. 结论61 .引言随着基础设施建设规模不断提高以及西部大开发战略的推进，我国总体对 建筑用砂需求量逐年增加。近年来，限于环境保护等多方压力，天然河砂已供 不应求，采用机制砂替代天然河砂已经成为混凝土材料变革的重要方向。为促进机制
2、砂混凝土的推广应用，诸多研究人员对机制砂混凝土配合比及 有关性能展开研究，并在较多工程如道路、桥梁等项目中付诸实践。普遍研究 认为，机制砂表面粗糙、多棱角、级配较差，机制砂的掺入往往导致混凝土工 作性能变差、强度降低。明确机制砂级配、母体的岩性、石粉含量、颗粒形貌 等物理参数对机制砂混凝土相关性能的影响，并通过控制有关参数，优化机制 砂的生产过程，减少机制砂对混凝土强度、和易性能的不利影响，成为机制砂 混凝土研究的首要问题。本文主要研究了机制砂的颗粒岩性和颗粒形貌对机制砂混凝土强度及和易 性能的影响，进一步完善机制砂混凝土的系列应用研究。2 .试验2. 1.原材料水泥：PO42.5水泥，性能指
3、标见表1；粉煤灰：II级，SiO2含量 51.0%；细集料：机制砂，岩性包括石灰岩、花岗岩、石英岩、片麻岩4种； 粗集料：级配碎石，510mm颗粒占比35%, 1025mm颗粒占比为65%, 堆积密度1660kg/m3；减水剂：聚竣酸减水剂，含固量15.2%,减水率 27.4%；水：自来水。表1水泥的物理力学性能指标比表面枳n?/如)安定性凝结时间/min抗压强度/MPa抗析强度堀取初凝典凝3d28 43d28 d385合格10021026.849.65.22. 2.机制砂级配及相关参数(1)不同岩性机制砂：机制砂的颗粒岩性包括石灰岩、花岗岩、石英岩、片 麻岩4种，4种岩性的机制砂采用相同的级
4、配，均采用冲击式破碎，颗粒级配 如表2所示，主要性能指标如表3所示。表2不同岩性机制砂的颗粒级配孔役/mm4.752.361.180.600.300.150.15羽枳筛余/%0.520540.068.085.092.08.0表3不同岩性机制砂的性能参数岩性石灰岩花岗岩石英岩片麻岩石箱含量/物3.25.83.96.4侬值以0.71.90.51.5压碎指标/物11201523 ：进(2)不同颗粒形状机制砂：采用不同破碎方法形成颗粒形状不同的机制砂， 破碎方法包括冲击式破碎、辐式破碎、反击式破碎、颗式破碎，破碎采用的母 岩为石灰岩。采用数字图像法获取机制砂的形状参数，包括机制砂的长径比、 圆度、棱角
5、性(采用间隙率法表征)。表4不同颗粒形状机制砂的颗髅配破碎方法不同筛孔（mm州才的累枳筛余/%4.752.361.180.600.300.150.15冲击式破碎0.420.439.856.871.581.891.7客式破碎0.130.648.764.878.484.392.6反击式破碎0.517.634.762.676.585.993.6领式破碎0.223.746.566.275.183.6表5不同颗粒形貌的机制砂性能参数破碎方法长役比圆度间隙皇，物石楂含垦/%MB值g颂）冲击式破碎1.361.2240277.40.9写式破碎1.481.2745.726.31.3反击式破碎1.391.2639
6、.483.51.1鼓式破碎1.511.3141538.62.4之比存不同颗粒形状机制砂颗粒级配如表4所不，机制砂颗粒形貌参数、石粉含量和MB值如表5所不。2.3.试验方案本试验研究机制砂的颗粒岩性及颗粒形状对混凝土工作性能及28d抗压强度的影响。机制砂混凝土基准配合比如表6所示，强度等级分别为C30、C50o表6试睑基准配合比kgM?强度等级水泥将煤灰的石减水剂水C3024010072011342.6170C5030012676010505.2hr：.左后3.试验结果与分析3.1.不同岩性机制砂混凝土的工作性能（见表7）表7不同岩性机制砂混凝土的工作性能强度 警级机制劭 岩性坍落度 /mm犷展
7、度 /1LULI粘聚性保水性和易性石灰岩225565一般良好良好花岗岩200540一般一般一般石荚岩215555一般良好良好片麻岩195540一股一般一般石灰岩240580良好良好良好C50花岗岩210560良好一般一般石英岩235575良好良好良好片麻岩205555一般一般一般3由表7可见，以石灰岩和石英岩为原岩的机制砂混凝土工作性能明显优于 以花岗岩和片麻岩为原岩的机制砂混凝土。不同岩性机制砂对混凝土工作性能的影响主要归因于如下方面：(1)原岩的岩性。以花岗岩和片麻岩为原料生产的机制砂表面多凹凸不平， 颗粒比表面积较大，其对于自由水分的吸附能力较强，这导致混凝土中自由水 分缺失，使得浆体偏
8、于黏稠。同时，机制砂颗粒凹凸的表面结构也增加了浆体 内部的摩擦，影响了浆体的流动性；(2)石粉含量。石粉的比表面积大于机制砂，石粉含量的增加也会相应增大 混凝土的需水量，增大浆体的粘滞性，导致混凝土拌和物变得黏稠；(3)MB值。MB值反映了机制砂中泥粉的含量，泥粉颗粒较细，泥粉颗粒 会吸附较多的水分，甚至可能对水泥水化产生影响，导致混凝土的工作性能变 差。3. 2.不同岩性机制砂混凝土的抗压强度(见表8)表8不同岩性机制砂混凝土的抗压强度机制劭岩性石灰岩花岗岩石英岩片麻岩28 d抗压强度C3039.533.836.436.1/MPa.C5060.252.956.35S.：L,狂后不同岩性机制砂
9、对混凝土强度影响主要在于：(1)机制砂原岩的压碎指标C压碎指标在一定程度能够反映出骨料强度，骨 料强度越高，相应的机制砂混凝土抗压强度也越高；(2)原岩岩性。如片麻岩表观较为粗糙，片麻岩机制砂表观凹凸的结构能够 提高骨料和水泥基体之间的结合力，有利于提高混凝土的抗压强度。由表8可见，以石灰岩为原岩的机制砂，其压碎指标低，同时砂的匀质性较好，机制砂存在的缺陷少，因而以石灰岩为原岩的机制砂混凝土抗压强度最 高。而以花岗岩为原岩的机制砂，其压碎指标较高，同时砂表观质地相对光 滑，集料与水泥石之间的咬合力相对较弱，因此以花岗岩为原岩的机制砂混凝 土抗压强度最低。3. 3.不同颗粒形状机制砂混凝土的工作
10、性能（见表9）机制劭 破碎方式坍落度 /lllllL犷展度 /mm粘聚性保水性和易性冲击式破碎225565一般良好良好写式破碎200505一般一般一般反击式破碎230560一般良好良好领式破碎160435一般一殖一般表9不同颗粒形状机制砂混凝土的工作性能C30240590515580210235良好 一般 良好 一假良好 一般 良好 一般强度 等级良好良好良好y左后冲击式破碎轻式破碎 C50反击式破碎颖式破碎175450由表9可知，冲击式破碎和反击式破碎方式下，机制砂混凝土的流动性最 大，拌合物的工作性能总体良好。而辐式破碎和颗式破碎破碎方式下，机制砂 混凝土的流动性下降，拌合物工作性能较冲击
11、式和反击式破碎的机制砂混凝土 差。结合表5可知，采用冲击式破碎和反击式破碎的机制砂最接近球形，机制 砂颗粒粗糙性低。机制砂颗粒形貌越接近球形，机制砂的比表面积越小，拌合 物中包裹骨料的浆体厚度则相应增大，拌合物的流动性增强。结合表4可知，辐式破碎方式的机制砂中2.364.75mm颗粒比例明显高 于其它几种破碎方式，当机制砂中大颗粒含量较大时，大颗粒之间的嵌锁效应 增加，增大拌合物流动阻力，降低拌合物流动性，同时拌合物更容易出现泌水 现象。采用颗式破碎的机制砂棒状颗粒最多，颗粒球形度最差，颗粒棱角性高， 机制砂的比表面积随之增大，降低了包裹骨料的有效浆体厚度，拌合物流动性 下降。同时机制砂粗糙性
12、增加，机制砂颗粒之间的咬合效应更为显著，颗粒相 互移动越困难，这导致拌合物粘滞性增大，致使混凝土流动性下降。止匕外，采 用颗式破碎方法时，机制砂的MB值也最大，过量的泥粉会消耗拌合物中的水 分，降低拌合物工作性能。3. 4.不同颗粒形状机制砂混凝土的抗压强度(见表10)表io不同颗粒形状机制砂混凝土的抗压强度机制劭颗粒形状 冲击式破碎 客式破碎反击式破碎 领式破碎28 d 抗压强度。3954323?542.4/WIPi C5O 60.264.257.362.7 三 过后由表10可知，不同颗粒形状机制砂混凝土的28d抗压强度总体表现较 好，均满足设计强度等级要求。这主要是由于机制砂质地坚硬，较天
13、然砂粗 糙，同时多棱角，这些都提高了机制砂与水泥基体的咬合作用，有利于混凝土 抗压强度的提高。对比不同颗粒形状的机制砂混凝土抗压强度可见，采用辐式破碎的机制砂 混凝土抗压强度最高，经辐式破碎的机制砂粗糙度较大，这提高了骨料与浆体 之间的机械咬合作用，提高了混凝土抗压强度。尽管采用颗式破碎的机制砂粗 糙程度高于辐式破碎的机制砂，但由于颗式破碎的机制砂含泥量较高，泥粉吸 附了拌合物中的水分，影响了水泥的正常水化，导致混凝土内部存在微裂纹， 对混凝土强度产生不利影响。采用冲击式和反击式破碎的机制砂，2种破碎方式下机制砂的颗粒形状差 异较小，球形度相近。但采用冲击式破碎的机制砂混凝土抗压强度却高于采用
14、 反击式破碎的机制砂混凝土，这主要在于冲击式破碎的机制砂石粉含量较大， 石粉优化了混凝土浆体及机制砂颗粒的堆积密度，提高了混凝土的密实性，混 凝土抗压强度得到提高。4.结论(1)不同岩性机制砂对混凝土工作性能影响因素主要包括原岩的表观结构、 石粉含量、MB值等。以花岗岩和片麻岩为原料生产的机制砂，颗粒表观粗 糙、比表面积较大、石粉含量高，不利于混凝土拌合物流动性。(2)不同岩性机制砂对混凝土抗压强度影响因素主要包括原岩的表观结构、 原岩的压碎指标。以石灰岩为原岩的机制砂，压碎指标低、匀质性好，有利于 提高混凝土的抗压强度。(3)采用冲击式破碎和反击式破碎的机制砂最接近球形，颗粒形貌越接近球 形，机制砂的比表面积越小，拌合物中包裹骨料的浆体厚度则相应增大，拌合 物的流动性增强。采用颗式破碎的机制砂棒状颗粒最多，颗粒球形度最差，颗 粒棱角性高，机制砂的MB值也最大，混凝土工作性能下降。(4)对比4种机制砂破碎方法，采用辐式破碎的机制砂混凝土抗压强度最 高，采用反击式破碎的机制砂混凝土抗压强度最低。经辐式破碎的机制砂粗糙 度较大，增加了骨料与浆体之间的机械咬合作用，提高了混凝土的抗压强度。