机制砂参数对混凝土性能的影响

混凝土是当前社会上土木工程建设中必不可少且使用量比较大的一类建筑材料,其主要由水泥、粗细骨料与水等材料构成。其中细骨料在以往主要采用天然河砂,但是随着河砂资源的短缺,我国许多地区针对天然砂开采与保护都进行严格限制。为了满足基础建设项目建设需求,必须要充分、合理地利用机制砂这种类型的细骨料。

1机制砂参数对其所配制混凝土性能影响的试验方法

1.1原材料

在本次试验中,为了对机制砂影响其所配置混凝土性能影响进行探讨,专门采用了C30混凝土,具体配合比如表1所示。

1.2试验方法

在确定混凝土施工配合比的基础上,从机制砂石粉含量、MB值、细度模数3个参数方面,对其影响混凝土的性能进行了分别探讨。其中的混凝土性能主要包括工作性能、力学性能、收缩性能、耐久性能等方面。

2机制砂参数对其所配制混凝土性能的影响分析

2.1机制砂的石粉含量对所配置混凝土性能的影响

(1)工作性能的影响。混凝土工作性能主要体现在保水性、黏聚性与流动性三个方面,其是考察混凝土施工质量方面的一个重要指标,会对混凝土的硬化性能产生极大影响。在本次试验中,通过在试验当中针对石粉添加含量分别为3%、7%、10%和20%条件下对混凝土的实际工作性能的影响规律进行了探讨。具体测试结果如表2所示。

由表2可知,在机制砂中的石粉含量不超过10%时,所配置的机制砂混凝土坍落度随着石粉含量的逐步增加而呈现增加的变化趋势;在石粉含量大于10%后,坍落度会随着石粉含量的持续增加而呈现为降低的变化趋势,主要是由于石粉和水泥的细度基本保持一致。通过将石粉加入机制砂混凝土中,可以彻底弥补混凝土内部浆体材料缺乏的弊端,提升整体浆体总量,尤其是在低强度等级混凝土配置中的表现更加显著。

随着石粉含量的增加,可以对机制砂本身伴有的粗糙表面和尖锐棱角形状特征进行有效弥补,减少了机制砂之间的摩擦。由表2可知,石粉含量为10%混凝土的坍落度最大,石粉含量大于15%后,混凝土坍落度出现下降,这主要是由于虽然石粉可以增加浆体含量,减少机制砂之间的内部摩擦,但是增加的粉体量也会增加用水量,增加所形成的浆体稠度与黏聚性,降低了其坍落度。

随着石粉含量增加,混凝土的黏聚性表现为从差变好的变化趋势。在含量相对较低时,混凝土的黏聚性非常差,并且还会伴有离析问题。而在含量控制在20%后可以使所配置的混凝土拥有较好的黏聚性,离析泌水问题也将得到改善,尤其是在石粉含量控制在15%混凝土基本上不会出现离析泌水问题。而由于增加的石粉含量使得机制砂之间内部摩擦减少,增加了所配置混凝土的黏聚性与流动性,增强其保水性性能。

(2)力学性能的影响。混凝土的力学性能涵盖了抗拉性能、抗压性能、抗弯性能等,尤其是其中抗压强度最为显著,所以其主要作为承受压力的结构。通过继续按照上述5个基本的机制砂中石粉含量设定值,进行实验之后可得其抗压强度变化如表3所示。

由表3可知,随着石粉含量的逐步增加,所配置混凝土7d和28d抗压强度都表现为逐步增加的变化趋势,并且二者的变化趋势基本表现保持一致。在含量为3%和20%时,相应的抗压强度达到最低值和最高值。在机制砂混凝土中胶凝材料用量与水胶比保持不变的基础上,通过增加石粉含量可以提高所配置混凝土的抗压强度。由于石粉含量的增加会增加其浆体的量与稠度,提高其强度,同时石粉也可以对机制砂的突出棱角或粗糙表面进行显著改善,最终增加了其抗压强度。

2.2机制砂的细度模数对所配置混凝土性能的影响

为了了解机制砂的细度模数对所配置混凝土工作性能的影响,专门选择了如下3个细度模数(2.5、2.8和3.3)来探讨机制砂影响所配置混凝土工作性能的情况,具体测试结果如表4所示。

由表4可知,机制砂细度模数的大小直接影响所配置混凝土的坍落度与扩展度,反映了不同机制砂配置的混凝土具有不同的和易性,当细度模数为2.8时配置的混凝土具有更好的流动性与和易性。因此,在实际的工程施工中使用机制砂期间,必须要结合实际的工程建设情况来选择适宜的机制砂细度模数。

2.3机制砂的MB值对所配置混凝土性能的影响

机制砂MB值主要是对机制砂中粒径小于75μm颗粒的相应吸附性能,其也会影响所配置混凝土性能,本次试验中选择了6个MB值,具体的试验数据如表5所示。

经试验得知,随着机制砂MB值的增加,相应的坍落度与扩展度都呈现为逐步下降的变化趋势,主要是由于MB值的增加会使相应机制砂中泥粉含量增加,这不利于其黏聚性和流动性发展。

MB值对所配置混凝土力学性能的影响。在力学性能方面,也选了上述6个MB值对其抗压强度(3d、7d和28d)的对应试验值进行了测定,具体如表6所示。

由表6可知,针对C30混凝土而言,随着机制砂MB的增加,抗压强度(3d、7d和28d)都表现为先增加后减小的变化趋势。当MB值达到1.65时,抗压强度达到最大值,这种变化趋势主要是由于C30混凝土本身具有较大的水胶比。通过加入泥粉可以对整个混凝土体系的保水性显著改善,有利于促进强度发展。但是随着MB值的增加,也会使混凝土吸收更多自由水,会减弱其强度。

3结语

总之,机制砂与天然砂之间材料性能的差异性,决定了其对混凝土配置产生极大影响,具体表现为机制砂石粉含量、MB值与细度模数等方面。在实际的混凝土配置中,要结合混凝土的等级,科学确定石粉含量、MB值与细度模数,保证可以更好地提升机制砂混凝土配置质量。




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