石粉对砂浆性能的影响分析

2018-10-19甘嘉玲

科学与财富 2018年27期

甘嘉玲

摘要：随着我国建筑行业的不断发展，我国建筑工程对于混凝土的需求量不断扩增，使得机制砂等材料的使用越来越受到人们的重视。石粉是混凝土制作中的重要原材料之一，其对于砂浆的性能具有一定的影响。本文主要分析了石粉在机制砂中的作用进行简述，并针对石粉对砂浆性能的影响进行试验，为做补充，还研究了废石粉对砂浆性能的影响，最后对石粉在混凝土中的性能影响进行延伸。

关键词：石粉；砂浆；性能；影响

1、石粉在机制砂中所表现出的积极作用

机制砂含有的石粉弥补了天然河砂中细粒含量偏小的缺陷，填补了混凝土骨架之间的空隙，另外，石灰岩类石粉中的碳酸盐在水泥水化过程中能与水泥的水化产物Ca（OH）2、水化铝酸盐发生反应，形成水化碳铝酸盐，使得水泥混凝土的空隙率减少，并阻止钙矾石向单硫型的水化硫铝酸钙转化，改善机制砂混凝土中的薄弱环节，提高强度。

机制砂中的石粉使得砂浆的保水性增强、泌水减少，从而减少自由水在界面上聚集，因而有利于浆―集料界面的改善。此外，当混凝土硬化后，被石粉吸收的水分会慢慢释放，用于补偿混凝土后期水化用水，从而减少混凝土的收缩。但石粉含量过量会影响混凝土集料的颗粒级配，反而会降低混凝土结构的密实度。

在机制砂混凝土拌合物中，石粉浆体的存在弥补了机制砂表面粗糙的缺点，有利于减少机制砂与碎石之间的摩擦，可以改善混凝土拌合物的和易性。但石粉的含量有一个限制，超过限制后，随着石粉含量的增加，单位混凝土的粉体含量会明显增加，导致需水量增加，从而降低混凝土的流动性。

机制砂中的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。

2、石粉对砂浆性能影响试验

2.1 试验方法及原材料

通过对比试验分别测定掺加石粉和不掺加石粉两种情况下，砌筑砂浆拌合物的各项性能指标以及试件的力学指标。

试验依据：GB/T14684-2001《建筑用砂》、JGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》、JGJ98-2000《砌筑砂浆配合比设计规程》。

试验原材料：柳州鱼峰P.O42.5水泥、机制砂石粉等。

2.2试验结果与分析

2.2.1 试验结果

掺入砂子总量5%的石粉后，砌筑砂浆拌合物的和易性得到较大的改善，其分层度明显减小，保水率明显提高。由此可见，机制砂中所含的石粉控制在一定的范围时，可以改善砂浆的和易性。

掺入石粉的砌筑砂浆，其立方体抗压强度和轴心抗压强度均提高，而弹性模量显著降低。

2.2.2 试验分析

石粉的掺入填补了砂浆骨料之间的空隙，改善了砂浆和易性，提高了砂浆的密实性，也就提高了砂浆的强度，降低的砂浆的刚度，对砂浆的长期耐久性和阻止发生开裂大有益处。

2.3结论

正确使用石粉的砂浆有利于骨料与水泥、骨料之间的结合，有利于减少孔隙率，做到密实度大、抗渗、抗冻性能好，还可以降低水泥用量，降低生产成本。从试验室试验到工程应用，证明合理使用带石粉（必须是真正的石粉，而不能是泥粉）的人工砂，能明显改善砂浆的和易性、提高砂浆的强度，降低砂浆的刚度。

3、废石粉对砂浆性能的影响分析

3.1废石粉添加量对砂浆稠度的影响

在加水量相同的情况下，加入废石粉后砂浆的稠度呈现先降后升的趋势；并且在废石粉掺加量在40g～60g时，砂浆的稠度达到最低值。由于废石粉属于粉末状态，加入到砂浆后增大了砂浆的比表面积，需水量相应的提高，直接表现在加水量相同的情况下，砂浆稠度降低。

3.2 废石粉添加量对砂浆保水性的影响

在加水量相同的情况下，随着废石粉加入量的提高，砂浆的保水率总体来说是有所提高的。每1KG的砂浆，废石粉掺加量在60g以内时，砂浆的保水率逐渐提高，粉料的增多与比表面积的增大提高了砂浆的保水能力。当掺入量超过60g后，导致砂浆的粘聚力下降，保水能力也因此降低。

3.3 废石粉添加量对砂浆抗压强度的影响

废石粉掺加量在60g以内的情况下，由于废石粉加入产生的填充效应和密实效应，砂浆的强度呈现增长的趋势。当废石粉掺入量继续增多时，大大降低了作为细骨料的掺加量。这就导致砂浆的粉料比例高，骨料比例低，这不仅导致砂浆的级配不合理，同时减弱了细骨料的框架作用，进而引发砂浆强度的下降。

3.4 废石粉添加量對砂浆粘结拉伸强度的影响

砂浆的砂浆拉伸粘结强度的增减与砂浆的保水性的增减近乎保持一致。废石粉掺入量在60g以内时，砂浆的粘聚力、密实率随着废石粉掺入量的提高有所提高，当废石粉掺入量继续加大时，废石粉属于非活性物质，导致砂浆的粘聚力下降，拉伸强度降低。

3.5结论

因此，砂浆中加入一定数量废石粉，由于废石粉自身的填充效应和密实效应，砂浆的和易性、抗压性能、拉伸性能会得到一定的提高；废石粉作为非活性物质，掺入量必须控制在一定的范围内；掺入量过大时，会造成砂浆的粘聚力下降，级配不合理，降低砂浆的工作性；废石粉的掺入会加大砂浆的需水量，本实验只验证在相同加水量的相同的情况下，砂浆的各项性能变化。

4、石粉含量对混凝土性能的影响

4.1 石粉对混凝土抗压强度的影响

抗压强度是混凝土性能中最重要参数之一。通过混凝土抗压强度测试，来确定混凝土强度等级，作为评定混凝土品质的重要指标。

石粉含量在20%以下，对混凝土强度有明显正效应。主要因为石粉具有活性，在水化过程中可与水泥发生反应，生成使混凝土更加密实的碳铝酸盐，提高了混凝土强度；同时石粉颗粒较细，对混凝土结构有一定的填充作用。

4.2 石粉对混凝土抗折强度的影响

抗折强度是否满足设计要求，将直接影响到路面的整体质量及使用寿命，尤其是水泥混凝土路面，因直接受车辆荷载的重复作用及环境因素（如温度、湿度）的影响，因此混凝土板要有较高的抗折强度。

试验数据表明，混凝土抗折强度随着石粉含量增加而增加；当石粉掺量达到10%～15%时，抗折强度出现最大值；再提高石粉含量，混凝土抗折强度有下降趋势。

4.3 石粉对混凝土工作性能的影响

新拌混凝土工作性又称和易性，是混凝土拌合物在一定施工条件和环境下，是否易于各种施工工序的操作，以获得均匀密实混凝土的性能。

在基准配合比相同的情况下，拌合物的粘聚性、保水性随着石粉含量的增加而增加，离析现象和泌水情况也有明显改善，所以石粉对混凝土工作性的影响是正面的。

4.4 石粉对混凝土抗渗性能的影响

抗渗性是混凝土耐久性的最重要指标之一，特别是混凝土大坝、渠道、涵管及地下水位线以下的地下结构，一旦抗渗性能达不到设计要求，会严重影响其结构的使用效能，甚至发生重大事故。