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机制砂对砂浆性能的影响

发布日期:2018-06-13 浏览次数:

机制砂对砂浆性能的影响

张冷庆

 

摘要:研究了机制砂对砂浆流动度、强度、收缩率的影响。结果表明,掺入机制砂后,新拌砂浆的流动度降低,且随着机制砂掺量的增大而逐渐减小;在低机制砂掺量(0~70%) 时,硬化砂浆各龄期的抗折强度、抗压强度基本保持不变,当其掺量大于70%时,砂浆的强度急剧降低;硬化砂浆的收缩率随机制砂掺量的增加而增大,而且随着龄期的延长逐渐增大,当机制砂掺量为70%时收缩率达到最大值。

关键词:机制砂;砂浆流动度;强度;收缩率

引言

随着基础设施建设的快速发展和环境保护的加强,河砂资源越来越匮乏,机制砂在混凝土中的应用越来越多。由于机制砂在粒形、级配、石粉含量等方面与河砂存在显著差异,机制砂混凝土与河砂混凝土存在很多不同,其中工作性能的差异最为明显。机制砂中存在石粉是机制砂和天然砂的最大区别,机制砂中的石粉和天然砂中的泥粉不同。目前,对于机制砂混凝土的研究还处于发展阶段,在工程的实际应用中还需要积累大量的经验。笔者通过试验研究了机制砂掺量对砂浆性能的影响,为机制砂砂浆的研究、生产提供依据,对工程实践具有指导意义。

1 原材料及试验方法

1.1 原材料及设备

(1)水泥:冀东水泥厂生产的盾石P·O42.5 级普通硅酸盐水泥;

(2)砂:机制砂,鞍东混凝土搅拌站,细度模数为3.1,石粉含量7.2%,表观密度为2690kg/m3;河砂,细度模数为2.78,表观密度为2650kg/m3,孔隙率为41.6%,泥含量为0.5%;

(3)减水剂:HPA-y 聚羧酸系高浓高效减水剂,固含量为0%,减水率30%,含气量2.5%;

(4)水泥胶砂搅拌机:JJ-05 型,无锡建仪仪器机械有限公司;

(5)压力试验机:YAW-300 型,无锡市建筑材料仪器机械厂;

(6)多用比长仪:JC476,无锡市中科建材仪器有限公司;

(7)水泥胶砂流动度测定仪:LD-05 型;

(8)胶砂试体成型振实台:ZT-96 型;

(9)电子称:FA2104C 型,昆山恒仪电子科技有限公司。

1.2 试验方法

(1)砂浆流动度:依照GB/T 2419-1994水泥胶砂流动度测定方法;

(2)砂浆强度:依据GB/T 17671-1999 水泥胶砂强度检验方法(ISO 法);

(3)砂浆收缩率:参照DL/T 5150-2001水工混凝土试验规程进行测试。

2 结果与讨论

2.1 机制砂对砂浆流动度的影响

本项试验中水灰比为1∶2,减水剂掺量0.9g,灰砂比为1∶3,通过改变机制砂的掺量来研究机制砂掺量对砂浆流动度的影响。砂浆流动度随机制砂掺量的变化曲线如图1所示。


图1砂浆流动度随机制砂掺量的变化
 

由图1可知,随着机制砂掺量的增大,砂浆的初始流动度和60min后流动度逐渐降低,流动度经时损失逐渐减小。由于机制砂棱角分明,在新拌砂浆中易机械咬合,产生较大的内摩擦力,因此造成流动度降低。另一方面,机制砂粗糙的表面需要更多的水泥浆包裹,做为润滑的自由流动的水泥浆就减少了。所以含有机制砂的砂浆比天然砂砂浆流动度差。天然砂和机制砂最本质的区别在于机制砂中含有粒径75μm以下的石粉,石粉具有较高的比表面积,对水有较强的吸附能力。随着砂浆中机制砂掺量的增大,石粉含量也随之增大,吸附水愈多,砂浆流动性愈差。因此,随着混合砂中机制砂的含量越来越多,砂浆流动度越来越低。

2.2 机制砂对砂浆强度的影响

本试验水泥,减水剂和砂子掺量不变,水灰比不变。



图2砂浆抗折强度、抗压强度随机制砂掺量的变化
 

由图2可以看出,机制砂掺量为0~70%时,硬化砂浆的强度随着机制砂掺量的增加基本保持不变,当机制砂掺量为70%时强度急剧降低。这是因为,机制砂的掺入造成砂的总级配不合理,集料与浆料间的填充不充分,使结构处于不完善状态,对砂浆的强度不利;但机制砂的比表面积较天然砂小,能够减少过渡区的比例,对结构有利。机制砂中的石粉也能改善过渡区的状态。在机制砂掺量低(小于70%)时,这两种因素可以相互抵消,因此对砂浆的强度无明显影响,但当机制砂掺量大于70%时,砂浆的工作性能急剧变差,引起结构缺陷增多。

2.3 机制砂对砂浆收缩性能的影响


图3砂浆收缩率随机制砂掺量的变化
 

由图3可知,掺加机制砂后,砂浆的各龄期收缩率先增大后减小,当其掺量为70%时收缩率最大。砂浆收缩的主要影响因素是石粉含量,当机制砂掺量较低(70%)时,引入的石粉可与水泥水化产生的氢氧化钙反应,加速水泥水化,从而引起收缩增大;当机制砂掺量大于70%时,引入的石粉不能完全参与反应,主要起填充作用使砂浆结构更密实,因此收缩减小。

3 结语

(1) 掺加机制砂后,砂浆的流动性变差,而且随着机制砂掺量的增加,砂浆的流动度逐渐降低;

(2) 在低机制砂掺量(0~70%)时,砂浆的强度基本不变;当机制砂掺量大于70%,砂浆的强度逐渐降低;

(3) 随着机制砂掺量的增大,砂浆的收缩率先增大后减小,当其掺量为70%时达到最大值。

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中国砂石协会

2018年06月13日

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