人工砂中石粉对混凝土性能影响及其作用机理研究1433

:XRD、TG、SEM技术分析了。24越高强度越高抗冻、抗渗越好;的缩变形、碳化和钢筋锈蚀与普相当。的填充效应、晶核效应、活效应、吸水效应和形态效应的共同改善了的。;；；；0 前言发现高也没什么不良文［3]为%%、％的进行了比试验得出了技术日益成熟在.为%［4]在、的的高,较大的.认为了为15％～18%。文献［5］ 的认应制在较低的范围[12］ 的试验为不同岩的虽差异但宜控制在17％±2％。为了的更深入的认识本文了并XRD、TGSEM现分析技术.1 特性表面比河粗糙,尖锐棱角粒径小于 016mm的。会因产地和生产工艺的差别,基本物和矿物组成在差异本的基本物表见1,且将粒径小于0。16mm的颗粒义为.氮吸附法测得粒径小于16mm的比表面积为119m2/g,粒径小于 0.08mm部分(占总的2/3） 的比表面积为2.9m2/g.2 GBJ80O85、GBJ81O85、GBJ82O853。拌和物性能及强度3可看出，同等级24％的石粉，导致的混的保水性好、粘聚性强、泌水少，即和易性好。这主要是由于石屑中的石粉在拌和期间起到了水泥浆4。4(1)石屑的立方体抗压强度要高于同期同等级普通;(2石屑混28d的抗强度要高于同等级普通。此外,作还通过524％强度的,24％，石粉含量高，强度[6]。性能1表的普通相率体普通相。石粉含量2416％的石屑的率比普通的石屑缩率普通2416％的石屑有的差石粉含量虽的有不大。耐久性表 5试验数据表明:石屑混凝土的碳化和钢筋锈蚀性能与普通混凝土相当；但抗冻、抗渗性比普通混凝土好。C40普通混凝土的抗冻等级小于55次循环后相对动弹性模量低于 0％） ， 而石屑混凝土达到了 D50。抗冻试验都是在其相对动弹性模量低于 60%而停止的， 试件重量几乎没有损失， 且在试验过程中笔者发现，普通混凝土在经过25次冻融循环后有两个试件的中间出现横向可见贯穿裂缝，而石屑混凝土没有;经过 75次循环后， 石屑混凝土外观均呈鱼鳞状， 且起皮脱落， 但 C40X24的情况比C40X16、C40X10要好,说明在%范围内， 石粉含量越高，混凝土的抗冻性可能更好。C40普通混凝土抗渗等级为 P14,而 C20X10的抗渗等级也达到了P14，C20X16、C20X24抗渗等级要于 P14,纵向发现 C20X24的渗高为 79mm， 比 C20X16的 109mm要小,说明在24％范围内， 石粉含量越高,混凝土的抗渗性越好。理试验用试普通的∶∶=1∶019∶416;石屑的∶∶=1∶9∶8）混凝土中,了XO、T） 和镜SEM).国内外的研究［7～10]普遍认为石粉中的 CaCO3微粒具有活性效应， 即 CaCO3微粒能与 C3A应生成碳铝酸盐， 在一点上绝多数研究者达成了共识， 只是有人认为是生成单碳铝酸盐3),有的认为生成三碳铝酸盐(C3A332H2O） 。作者对不同石粉含量、不同龄期的石屑试了XO， 没有发现碳铝酸盐的峰， 但并不能表明石粉中的CaCO3微粒与 C3A没有发生反应。主要是因为反应生成的碳铝酸盐的量相对过少、其峰很小造成的。32TG600~1000℃范围内石屑砂浆与普通砂浆的失重率差别比较大,石屑砂浆305这是因为石屑的主要矿物成白云石和方解石解由于水化产物的脱水和解不管是石屑砂浆还是普通砂浆均出现了不同程度的失重247、28、90d的失重率206、2.51、5。;28d石屑砂浆的失重率2432.74说10％～24％范围内石粉含量的变化对水化产物的28d185比石屑砂浆的失重率小.其原因是石屑中的石粉水泥水化过程中起到了晶核作(晶核效应C3S的水化［7～9］当3S22［44多的根32的作COSOHaH2大量生长C3SCa2度C3S水化加速而加速了水泥的水化期比期更为显。此外28d的普通砂浆600℃的失重率11857d的失重率小.这一方是由于石粉C3S水化的晶核作期比期[9］一方是由于水化的生成主要中7d以前,至7d水化碳铝酸钙增加量显减小。3.3 SEM通过电镜扫描观察现不管石粉含量的和龄期的长石屑砂浆要比普通砂浆多石屑与浆体之间合紧密见图2。石屑砂浆放大倍数<2000的扫描电镜照片中没有现气孔放大倍数〉 2000的照片中几乎没有现孔径大于的有害孔而普通砂浆存较多的孔隙孔径较大,有的是接近的气孔(见图 2)（c,些气孔混凝土性非常利害孔显减少石屑砂浆中的粗大孔和毛细孔减少过渡孔和凝胶孔增多即孔构到改善这与一些同行的研究是一致.安文汉［2］进行了石屑混凝土和普通混凝土孔构的对比(见6认为石屑混凝土的孔隙特征到显改善总孔隙率下其中粗大孔毛细孔减少渡孔凝胶孔多,最可几孔径显改善。结构得到改善，其主要原因是发挥了粉填充效应.此外，中含有较多水量相同实际水灰比要于普通称为粉有明显影响,水胶比越越。O料界面得到明显改善。虽然早期砂浆O料间存在明显(2间砂浆界面。此外，经大量电镜观察发现,在砂浆中很难到在间大Ca(OH）2，而(22(a)料面水灰比砂与浆结得，存在缝，使得结产物在此中，尺寸较大，在砂浆由于粉中为了在CaCO3面,而是在特定位置局部成大砂浆界面改善还与下因素有关:(1)中粉使得砂浆浆量砂浆水、水少了自由水在界面聚,因而利于浆O料界面改善；2）面粗糙带有尖锐棱角但使得料与浆咬力得到增强有利O料界面即形态效应。综XRD、TG和SEM分析述，比普通强度等性能有改善，归结为5效应，即中粉填充效应、核效应、活性效应、吸水效应和形态效应。这 5效应共同作，促成了一增多、一成和二改善，即水化产物增多、碳铝酸盐成和界面、结构改善。具解释:粉填充效应，但使毛细得到细化，而使,即结构改善；核效应速了C3S水化，从而使水化产物增多，并避免了中；活性效应是指粉中CaCO3在与水泥中C3A反应成碳铝酸盐同时，还改善了粉面状态，有利于粉与水化产物间粘结强度提；粉吸水效应使得实际水灰比于同配比普通,保水性增强，泌水，少了自由水在界面聚,因而利于浆O料界面;面粗糙带有尖锐棱角但使得料与浆咬力得到增强有利于浆O料界面改善，这就是形态效应。及其中粉这 5效应产结果都有利强度提和性能改善。对中粉含量问题思考一些研究者认为应严格控制中粉含量在5%范围内［1］ ；反,一些研究者认为粉15为[3～5。作者认中粉最佳含量下影响大是石级配，包括细度模数、0.16mm0。16mm下0。16mm下组成对粉含量能.比粗和细最佳粉含量就能样016mm,008mm00016mm ;016mm 0.16mm ,0.16mm 以,,0mm mm 组)(016mm )来确定.结论(1）普通、、普通普通;24,锈蚀当.(2）、、、应共作促改善.3)有着非常重关应重视需作进步深.,泵送混凝土配合比设计摘要：该文提出泵送砼配合比设计原则，引入两个泵送砼配比新参数，详尽论述了配合比各参数选取的方法.关键词:泵送混凝土；配合比；设计中图分类号：U414．18文献标识码:A文章编号:1006—3528（2002）04—0011—02普通水泥混凝土为悬浮密实结构，其强度形成机理是*水泥的水化反应产生的凝结力获得的。混凝土强度不仅服从水灰比定则，还要服从密实度定则.由于普通混凝土较易捣实,在某种程度容易造成把密实度看成次要因素,而只注意水灰比与强度的关系。然而，泵送混凝土对其可泵性的要，:要砼具，要泵送的要。：是砼在可泵性要应服从于（D．A．Ablams）水灰比定则。是：砼要的性，其在、泵送、施不匀，部分粗架空隙没密实填充，从而砼泵送发生堵塞和砼程质量强度没设计要。故，砼配合比的设计尤为重要.1泵送砼配合比的设计原则a．立稳定架b．最大限度密度填充原则；C．混凝土可泵性原则；d．析系数最2配合比设计思路以一定数量的粗（5mm50mm)形成密的架空间网格，以相当数量的细(于5mm）最大限度地填充架空隙，以胶凝材浆体最大限度地填粗和细的间隙，并包裹粗、Ka。谓砂裕度系数是指砂振实的当量数与石振实的当量之比。谓灰裕度系数是指灰振实的当量数与砂振实当量数之比；125送管要40mm30m送管要砼5040mm,十力 ,以利操作。根据以上思路，参考绝对体积设计法,方程如下：3a01502:015>02输送管阻增大，保水性下降；b1—125：Ks<1泵性差；当Ks〉1．25时，砂料过多，消耗水泥较多，以致砼流动性下降．可泵性也差；C．K=0．4～0．6,当K<0．4时，砼的坍落度较低．可泵性下降；当K〉0．6时，砼的强度下降,同时容易造成离析,造成堵管；．d．Kf=0．1~0．3Kf<0．1时,Kf〉0．3时，砼强度受到影响.4本设计方法的特点把泵送砼的可泵性和强度放在同一高度加以考虑,通过各系数的平衡选定达到对泵送砼的性能控制；KsP，避免了双重富裕或砂料并不富裕，甚至短缺的弊端.同时理顺了各物理量的关系，避免了因参数物理意义不明确而产生的选取时的性和关系.PsKs也可能1而造成填不满石料间隙或不能包裹石料以致砼泵送时将可能发生堵管的现象；C．设计参数分工明确，而达到了问题处理简单化。S的正确选取可调整泵送砼的可泵性；K的选择可调整砼的强度性能;.的选用将直接影响砂与石的用量等.公路桥梁建设标准的提高，高质量砼的应用与日俱增,明确规定采用泵送砼的工程部位会越来越多,因损失.抗折强度5MPa路面砼配合比设计计算书1。水泥：＊＊牌42.5R水泥。2.砂:河砂，中砂MX=2。65。容重1540kg/m33。碎石：5—20mm/20—40mm=30%/70%.4水。坍落H=1~2。5cm，考虑在实际生产中,考虑运输的运距及混凝土搅拌车的卸放料情况，把出厂坍落6cm.5。外加剂：＊＊＊＊牌高效减水剂*＊**型。水剂,掺量1。3％算过程：1：fcf,o=1.15×5.0=5.8(mpa）1.152.算水灰(W/C)GBJ97—94C/W=（fcf，o+1.0079－0.3485fcef）/1。56845。8+1.0079—0.3485×7。97）/1。5684=2.56W/C=0.39（要求小于0.46）3算GBJ97—94mwo=104.97+3。09H+11.27C/W+0。=170kg/m3）2915％,故算水量为mwo=170×（1—15%)=145（kg/m3）4.算水泥GBJ97—94规范的公式可得:mco=145×1/0.39=371（kg/m3）5.算砂、石=2400kg/m3，则每立方混凝土所需的砂、石料的总质量为2400－371－145=1884k