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預拌砂漿產業化新途徑的探索
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淺析砂含泥量對混凝土性能的影響
發布人:陳曉磊 發布時間:2009年11月24日 被瀏覽 4703
淺析砂含泥量對混凝土性能的影響
 
耿長圣1 ,王霞1 ,倪小飛2,孫兵1
摘要:文中通過試驗數據和理論分析,研究了砂含泥量對混凝土的各種性能影響。
關鍵詞:砂;含泥量
0 前言
砂是現代建筑施工中不可缺少的材料之一,亦是混凝土中重要的材料組成,隨著日益加大的基礎設施建設的投資,砂的用量日益增多。在建筑施工中砂漿、混凝土的性能受到砂含泥量等質量指標的影響,在國家、行業標準中均限制其含泥量、泥塊含量指標,但目前關于砂的含泥量在混凝土中的影響,尚無系統的試驗和足夠的數據證明。因此,本文通過不同含泥量的砂配制混凝土進行試驗研究,總結其對混凝土性能的影響規律,為在當地配制合理等級的混凝土提供試驗數據和理論依據。
1 原材料與試驗方法

1.1原材料

1.1.1水泥:選用中聯P.O42.5級
采用宿遷巨龍水泥廠PO42.5級,其物理力學性能如表1-1
表1-1水泥的物理與力學性能
 
細度(%)
標準稠度用水量(%)
抗折強度(MPa)
抗壓強度(MPa)
凝結時間(min)
3d
28d
3d
28d
初凝
終凝
2.4
26.8
5.4
86
23.5
51.2
145
215
1.1.2粉煤灰
采用淮安華能電廠Ⅱ級灰,其性能如表1-2
表1-2粉煤灰性能
 
細度(%)
需水量比(%)
活性指數(%)
燒失量
7d
28d
12.6
103
75
83
3.8
1.1.3粗集料
碎石玄武巖,產地盱眙,其性能指標如表1-3表1-3
表觀密度(㎏/㎡)
堆積密度(㎏/M3
針片狀含量(%)
壓碎值(%)
級配
(㎜)
2690
1580
3.4
8.1
5-25
 
 
 
 
1.1.4細集料
選用宿遷駱馬湖中砂,細度模數2.6,性能指標見表1-4
 
 
 
表1-4砂性能指標
 
表觀密度(㎏/㎡)
堆積密度(㎏/M3
空隙率(%)
細度模數(%)
顆粒級配
2550
1550
36
2.6
Ⅱ區
1.1.5外加劑
采用江蘇博特新材料有限公司生產JM-Ⅷ高效減水劑,其性能指標見表1-5
表1-5 JM-Ⅷ性能指標
 
密度g/m
摻量%
減水率
%
含氣量
%
凝結時間(h)
抗壓強度比(%)
初凝
終凝
7d
28d
1.24
1.3
20.4
2.6
10
12
142
130
1.1.6 材料檢測依據
水泥檢測按GB/T17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)》、GB/T1346-2001《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》及GB176-1996《水泥化學分析方法》進行測試水泥性能。按GB1596-1991《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》測試粉煤灰性能,按GB/T18736-2002《高強高性能混凝土用礦物外加劑》測試礦渣微粉性能。按GB14684-2001《建筑用砂》和GB14685-2001《建筑用卵石、碎石》測試粗細集料性能。參照GB8076-1997《混凝土外加劑》和JC476-1998《混凝土膨脹劑》測試外加劑性能。
1.2  試驗方法
1.2.1砂含泥量是根據試驗的不同要求,將粘土和砂按比例混合攪拌均勻,再進行混凝土試驗。砂含泥量為0%是將同批砂用水沖洗干凈,再進行測定,將不超過0.5%含量的砂均視為含泥量0%。
1.2.2配合比計算及試驗是參照JGJ55-2000《普通混凝土配合比設計規程》,試驗采取相同配合比,除砂的含泥量不同外,其它材料均一樣。試驗配合比見表1-6
表1-6試驗配合比  (kg/m3)
 
水泥
粉煤灰
碎石
外加劑
180
320
60
700
1100
5.2
 
1.2.3混凝土性能測試參照GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法》、GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法》和GB/T80-85《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》等。
2、試驗結果及分析
2、1砂含泥量對混凝土工作性能的影響:
隨著含泥量的增加,混凝土的初始坍落度愈來愈低,當含泥量達到13%時,在相同材料的情況,混凝土拌合物初始坍落度為0;這說明,隨著含泥量的升高,泥含量對外加劑及水的吸附越來越大,使得混凝土的用水量要加大才能保證要求的流動性。隨含泥量的增高,混凝土的保坍性能也越來越差。在試驗中發現,用含泥量為3%以上砂的混凝土,為了保證初始坍落度能達到180㎜,需增加用水量調整,其1h坍落度損失遠超過含泥量為1%的混凝土。
表2-1不同含泥量的砂拌制出的混凝土的工作性能
 
編號
砂含泥量
坍落度(mm)
0h
1h
S1
1%
200
190
S2
2%
180
150
S3
3%
170
100
S4
4%
140
85
S5
5%
120
70
S13
13%
30
0
S0
0.5
190
180
 
2、2砂含泥量對混凝土強度的影響
 
表2-2不同含泥量的砂拌制出的混凝土的強度  (Mpa)
 
編號
砂含泥量
抗折強度
抗壓強度
7天
28天
7天
28天
S1
1%
3.3
3.5
32.3
45.6
S2
2%
3.0
3.1
27.8
39.2
S3
3%
2.6
2.8
26.6
34.5
S4
4%
2.6
2.7
23.5
28.9
S5
5%
1.8
2.2
23.1
29.9
S13
13%
2.0
2.2
17.9
22.5
S0
0.5
3.5
3.6
31.8
46.2
 
表2-2中給出砂含泥量對混凝土力學性能的影響數據,從其中可以看出隨著含泥量的增加,混凝土的7d、28d混凝土的抗壓、抗折強度明顯降低。這是由于砂表面的粘土泥的包裹,阻礙了集料與水泥基的粘結,形成強度的薄弱區,降低了水泥基與砂粘結力,同時粘土雜質會對水泥的水化產生影響,增加了腐蝕破壞作用,從而降低了混凝土的強度。這從混凝土破型試驗的試塊破裂面可以看出,砂石沒有破損,破壞的是水泥基和集料的粘結界面。若在混凝土中出現較大的泥團,其受力破壞點就在泥團處。試驗表明,含泥量高的砂拌制混凝土在相同的工作性能情況下要增加用水量。為了保證混凝土強度達到設計要求,就需要增加水泥用量,這無形中就加大了混凝土的生產成本。
2、3砂含泥量對混凝土碳化深度的影響
表2-3給出了砂含泥量對混凝土碳化性能影響的試驗結果,可以看出,隨著砂含量的增加,混凝土的碳化深度明顯增大,抗碳化能力逐漸變差。
 
表2-3不同含泥量的砂拌制出的混凝土各齡期的碳化深度
 
編號
砂含泥量
碳化深度(㎜)
7天
28天
S1
1%
0
0.5
S2
2%
0
1.0
S3
3%
0.5
2.0
S4
4%
1.5
4.0
S5
5%
3.0
5.0
S13
13%
6
12
S0
0.5
0
0
3、小結
(1)隨著砂含泥量的增加,混凝土的坍落度減小,且經時損失明顯。
(2)砂含泥量對混凝土強度的影響很大。隨砂含泥量的增加,混凝土強度降低,工作性能變差。在相同的含泥量、混凝土強度和工作性的要求下要增加水泥用量和用水量(或增加外加劑摻量),增大了混凝土的成本。
(3)砂含泥量大的混凝土,其早期碳化較為嚴重,對混凝土的耐久性產生很大的影響。
(4)將砂中的總含泥量控制在1%以內,其混凝土各項性能均為穩定。

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