石灰石机制砂石粉对中低标号强度混凝土性能

0引言

随着国家城镇化和基础建设的快速发展,混凝土的需求量越来越大,普通混凝土用天然河砂资源异常严峻,价格高且不能保证供应,预拌混凝土企业逐步寻找机制砂替代天然河砂,上饶玉山石灰石资源丰富,江西某大型水泥企业结合实际情况,迎合市场需求,新上干法制砂设备,利用品位低的石灰石尾矿打造精品机制砂细骨料,以达到资源综合利用的目的。在机制砂生产过程中,不可避免会产生大量石粉,生产过程中机制砂中石粉含量的控制,对于生产成本控制和产品推广应用很关键,现行国家标准规定机制砂石粉含量低于10%。本试验选用该水泥企业干法制作的石灰石机制砂,以C30混凝土为代表,研究不同石粉含量机制砂在中低标号强度混凝土中应用时,对混凝土性能的影响。

1原材料

1.1水泥水泥:P·O42.5水泥,3d、28d实测抗压强度分别为28.6MPa、49.5MPa。1.2粉煤灰粉煤灰:江西某电厂,F类Ⅱ级灰,需水量比为99%,细度45μm筛筛余为18.5%。1.3矿渣粉矿渣粉:江西某公司生产,S95级矿渣粉,流动度比为%,比表面积为m2/kg,28d活性指数为98%。1.4粗骨料粗骨料:江西某大型水泥企业生产的5~31.5mm精品石灰石碎石。1.5细骨料细骨料:江西某大型水泥企业干法生产的石灰岩机制砂,细度模数2.9,二次通过风选除粉,石粉含量为3%,松散堆积密度为kg/m3,空隙率为40.5%,MB值0.4,压碎指标为15.0%。1.6减水剂减水剂:上饶某企业生产的缓凝型聚羧酸高效减水剂,减水率为20%。1.7石粉石粉:江西某大型水泥企业制砂风选的石灰岩石粉,比表面积为m2/kg。

2试验方法

本试验通过二次添加石灰石石粉,石粉含量分别为3%、5%、7%、10%、13%、15%、17%,进行混凝土对比性能对比试验,观察混凝土性能的变化,寻找规律。主要采用如下试验方法:(1)机制砂特性指标参照GB/T-《建设用砂》检验。(2)水泥、粉煤灰、矿渣粉、粗骨料、减水剂参照相应的国标或行标进行检测。(3)混凝土工作性能试验参照GB/T-《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行检测。(4)混凝土力学性能参照GB/T-《混凝土物理力学性能试验方法标准》进行检测。(5)混凝土耐久性能参照GB/T-《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行检测。

3试验结果分析

3.1石粉含量对混凝土工作性能的影响按照设计的C30混凝土配合比进行试配,C30混凝土配合比见表1。分别测试不同石粉含量的机制砂在C30混凝土应情况用,以及对混凝土工作性能的影响。试验结果见表2。

从表2试验数据得知,C30机制砂混凝土工作性能达到最佳状态的石粉含量在10%~13%,混凝土表现出流动性、粘聚性最好。石粉为粒径小于75μm颗粒,在混凝土中起到微集料填充效应,在适量掺量范围内,可以改善混凝土的工作性能,降低混凝土离析、泌水的情况。但在混凝土中,石粉含量增加,用水量增大,混凝土变得粘稠,导致混凝土工作性能变差,出现离析、泌水的现象。3.2石粉含量对混凝土力学性能的影响

从表3试验数据得知,C30机制砂混凝土力学性能达到最佳状态的石粉含量在10%~13%。石粉的掺入会提高胶凝材料体系中的浆体量,使得混凝土更加密实。石粉主要产生微集料效应,部分石粉颗粒在水泥水化早期对Ca(OH)2和C-S-H的形成起晶核作用,加速了熟料矿物的水化,与此同时,石粉的微小颗粒还能与C3A水化形成水化碳铝酸钙,使得混凝土强度增大。但当石粉含量增大的到某极限值时,由于石粉的大量存在,破坏了混凝土中最密实堆积结构,或使混凝土的胶骨比偏离最佳值。3.3石粉含量对混凝土体积变形性能的影响硬化混凝土体积变形导致的后果,混凝土在失水硬化过程中,干燥、高温或冷却作用下要产生体积变形,另一种情况是混凝土硬化后在荷载作用下要产生弹性或非弹性变形,当这种变形受约束时,大多会引起混凝土开裂。在预拌混凝土中,混凝土的体积稳定性是一个比较重要的参数,备受


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