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不同掺量特细砂对机制砂混凝土性能的影响

2017-05-25党昆飞

商品混凝土 2017年5期
关键词:易性细砂模数

党昆飞

(延津县金基混凝土有限责任公司,河南 新乡 453201)

不同掺量特细砂对机制砂混凝土性能的影响

党昆飞

(延津县金基混凝土有限责任公司,河南 新乡 453201)

本文通过特细砂掺入量分别以 0%、10%、20%、30%、40%、50% 代替机制砂拌制混凝土,试验其拌合物性能,并成型进行抗压试验。试验得出当特细砂掺入量为 20% 时,混凝土拌合物性能最佳,且其抗压强度最高,比掺 0% 的 28 天强度高2.7MPa,比掺 50% 的 28 天强度高 6.3MPa。

机制砂;特细砂;混凝土;和易性;强度

0 引言

本地区(河南)由于材料资源的限制,没有较多的河砂可用,大部分只能用机制砂与特细砂(本地区俗称的黄河面砂)混合配制混凝土。而机制砂级配往往是两头大中间小,尤其当其较粗时,若单独使用机制砂,混凝土容易离析,不包浆,砂石分离,致使混凝土无法泵送、难以使用。而本地区恰恰有着丰富的特细砂,特细砂级配是中间大两头小,级配单一,比表面积大、需水量大,特细砂不宜单独用于混凝土中,然而可以与机制砂混掺起到互补的作用。本试验将细度模数为 0.8 的特细砂按 0%、10%、20%、30%、40%、50%分别替代细度模数为 3.1 的机制砂拌制混凝土进行试验,得出了特细砂与机制砂的最佳比例,为本地区机制砂混凝土的配制和生产提供一些参考。

1 试验原材料

1.1 原材料

(1)水泥:品种为 P·O42.5,长垣县同力水泥有限公司生产,各项性能指标均符合 GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》的要求。基本性能见表 1。

表 1 水泥的物理与力学性能

(2)掺合料

粉煤灰:采用Ⅱ级粉煤灰,细度 17.8%,需水量比100%,烧失量 3.1%。

矿粉:采用 S95 级矿粉,比表面积 431m2/kg,7d 活性82%,28d 活性 99%。

(3)粗骨料:采用 5~25mm 连续级配碎石,其松散堆积密度为 1540kg/m3,表观密度为 2710kg/m3,含泥量 0.5%。

(4)细骨料

机制砂:细度模数 3.1;特细砂:细度模数 0.8;其性能指标见表 3,筛余见表 4。

表 3 细骨料性能指标

表 4 机制砂筛分析情况 %

(5)采用聚羧酸高效减水剂,固含量 11.3%,减水率为21.3%,水泥净浆流动度 240mm。

(6)水:自来水。

2 试验方法

以只用机制砂的配方作为基准配比,试拌。保持细集料总量不变,再分别以特细砂按 10%、20%、30%、40%、50% 的掺量代替机制砂分别试拌,配合比见表 5。依据 GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》经行试验,分别测其坍落度、扩展度,并观察其流动性、粘聚性、保水性。并按照 GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》成型,检测 3d、7d、28d 抗压强度,通过对比得出结论。

3 试验结果及分析

(1)特细砂不同掺量,对混凝土拌合物状态的影响见表6 及图 1 和 2。

当不掺特细砂时,由于机制砂偏粗,使得混凝土中缺少细组分,机制砂中的空隙得不到填充,所以拌出的料浆体流走,致使混凝土没有粘聚性。随着特细砂的掺入,混凝土中的细组分得到补充,混凝土的粘聚性慢慢增加,但当特细砂的掺量达到一定程度(30%)后,再增加就使得混凝土中的比表面积增大,一方面需水量增大,另一方面所需要起润滑作用的胶凝材料也应增加,且对减水剂的吸附量增大,在不增加水泥浆用量、减水剂用量的情况下,混凝土的流动性就越来越小,粘度增大,坍落度损失和扩展度损失加大。

表 5 混凝土配比 kg/m3

表 6 特细砂不同掺量的混凝土拌合物性能及状态

图 1 混凝土坍落度趋势图

图 2 混凝土扩展度趋势图

特细砂不同掺量对混凝土强度的影响见表 7。其强度变化趋势见图 3。随着特细砂的掺入,使得机制砂中的空隙得到填充,混凝土中细集料级配得到改善,使得混凝土更加密实,所以混凝土的强度有所增加。当特细砂的掺量为 20%时,其 28 天强度最高为 36.4MPa。当特细砂的掺入了达到30% 以后,随着掺入量的增加,混凝土的比表面积增大,单位面积上的水泥浆减少,混凝土的强度逐渐下降。

表 7 特细砂不同掺量对混凝土强度的影响

图 3 混凝土强度趋势图

4 结论

当机制砂较粗时(如本试验中的机制砂细度模数 3.1),因其缺乏必要的细组分,若胶凝材料用量不足时,无法拌制出满足施工要求的混凝土。

当掺入一定量的特细砂时,可以使得混凝土的和易性的到很好的改善。本试验特细砂的最佳掺量为 20%,此时混凝土的和易性与强度在 6 组试验中为均最佳。特细砂的适宜掺量在 10%~30% 之间,小于 10% 时,不足以填充机制砂中的空隙,混凝土的和易性得不到理想的改善。大于 30% 时混凝土的流动性及强度开始劣化,其坍落度损失加大,到达施工现场,工人容易加水其强度更会降低,并且会加大混凝土开裂的风险。

根据试验得出的结果,本搅拌站在生产上应用已半年有余,无论是从混凝土拌合物性能,还是混凝土抗压性能都得到了验证。且特细砂相对便宜,可以降低混凝土的成本,在保证混凝土质量的前提下,使得公司的竞争力得到了一定的提升。

[1] GB 50164—2011.混凝土质量控制标准[S].

[2] JGJ 55—2011.普通混凝土配合比设计规程[S].

[3] GB/T 50080—2002.普通混凝土拌合物性能试验方法标准[S].

[4] GB/T 50081—2002.普通混凝土力学性能试验方法标准[S].

[5] 李龙海.预拌混凝土技术指南[M].北京:中国建材工业出版社,2009,7.

[通讯地址]河南省新乡市延津县司寨乡吴辛庄村 延津县金基混凝土有限责任公司(453201)

党昆飞(1987—),男,河南开封人,实验室主任,二级建造师,主要从事混凝土的检验、配合比设计、质量控制及实验室的管理工作。

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