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石粉对机制砂混凝土的影响

浏览: 发布时间:23/01/06

由于机制砂颗粒形状粗糙、尖锐、多棱角,比表面积大,与天然砂相比,用机制砂配制的混凝土需水量大,工作性稍差,易于离析泌水。这在水泥用量少的低强度等级混凝土中表现尤为明显。机制砂中的石粉含量过高对混凝土不利,而适量的石粉对混凝土是有益的,可弥补混凝土工作性差的缺陷。同时,它的存在对完善混凝土特细骨料的级配、提高混凝土密实性都有益处,进而起到提高混凝土综合性能的作用。

对于小于75μm的颗粒,天然砂中的泥粉70%颗粒分布集中在16μm以下,平均粒径为8.4μm;石灰石质机制砂中的石粉70%颗粒分布集中在16μm以上,平均粒径为36.9μm.如此的粒度分布,不但不会阻碍水泥与骨料的结合,相反,填补了混凝土骨料之间的空隙,在一定程度上提高了混凝土保水性和粘聚性,改善了离析泌水现象,使得混凝土易于成型振捣,改善了混凝土工作性。

机制砂中的石粉填充了大颗粒之间的空隙在集料体系内起一定的润滑作用,在不含泥土的情况下,机制砂中石粉含量介于5~10%之间时,用水量不必增加很多也可保持工作性。细集料级配标准仅适合于球形颗粒,但不适合于非球形的机制砂,按细集料规范的级配未必能配制出好的混凝土,改变一下级配反倒能配制出性能良好的混凝土。

在同等条件下,用机制砂配制的混凝土比河砂配制出的混凝土强度略高。机制砂提高混凝土的强度是由于石粉填充了混凝土中的孔隙,且75μm以下的石粉可以与水泥熟料生成水化碳铝酸钙。机制砂增强混凝土的主要原因是由于石粉的存在可以较明显改善混凝土的孔隙特征,改善浆一集料界面结构,并且混凝土晶相有不同程度的改变。就强度而一言石粉的更佳含量为5%。石粉对水泥水化具有增强作用,石粉在水泥水化反应中起晶核作用,诱导水泥的水化产物析晶,加速水泥水化并参加水泥的水化反应,生成水化碳铝酸钙,并阻止钙矾石向单硫型水化硫铝酸钙转化。

当“石粉”含量增大到21%以上时,由于石粉含量太高,颗粒级配不合理,使混凝土密实性降低,工作性变差;粗颗粒偏少,减弱了骨架作用;非活性石粉不具有水化及胶结作用,在水泥含量不变时,过多的石粉使水泥浆和混凝土的强度降低。

机制砂的石粉填充了混凝土的空隙,降低了混合物的含气量,增加了密实度。用石粉含量7%以下的机制砂配制的混凝土,其强度不低于同水灰比的天然砂混凝土强度。对于用石粉含量介于10%~20%的机制砂配制混凝土,水灰比为0.70时,混凝土抗压强度随石粉含量增加而增加;水灰比为0.53时,抗压强度对石粉含量的变化不敏感;对于以0.40水灰比配制的混凝土,石粉含量10%时强度上升到更高,之后强度随石粉含量增加而降低,石粉含量20%时降到与天然砂混凝土相同。

机制砂混凝土的干缩随石粉含量的增大而增大,当0.16mm以下颗粒含量大于12%时,干缩率显著增大,且高石粉含量机制砂混凝土早期干缩大于常规机制砂混凝土。认为主要是由于小于75μm的石粉颗粒在混凝土拌和物中起到增加水泥浆含量的作用,单位体积水泥浆多,导致干缩率增大。

适量的石粉可使机制砂混凝土具有很好的粘聚性和保水性,改善了离析泌水现象,石粉填充了界面的空隙,使水泥石结构和界面结构更为致密,阻断了可能形成的渗透通路,使混凝土的抗渗性得到改善。机制砂中的石粉可以提高集料的有效堆积,在水泥水化过程中阻止毛细孔道的形成,从而提高混凝土的抗渗性。石粉越多,被阻断的透水通道也就越多,越能改善混凝土的抗渗性能。