石粉含量對預拌砂漿性能影響的試驗研究

1、道路工程文章編號:167324874(2009) 10200202004石粉含量對預拌砂漿性能影響的試驗研究劉大超，楊曉艷,馬世洪(重慶交通大學土木建筑學院，重慶400074)摘 耍:文章通過室內試驗，研究了機制砂中石粉的含量對預拌砂漿和易 性、強度、收縮和抗凍性的影響。試驗結果表明，機制砂中的石粉含量在一 定范圍內能夠明顯改善預拌砂漿的和易性，減小預拌砂漿的收縮率以及擴 高抗壓強度和抗凍性等多方面性能。關鍵詞:機制砂；石粉；和易性;強度;收縮;預拌砂漿中圖分類號：u414文獻標識碼:aresearch on the effect of stone power on the performan

2、ce of pre2 mixed mortarliu da2chao , yang xiao2yan ,ma shi2hong(college of civil engineering ,chongqing jiaolong university ,chongqing ,400074)abstract:the effect of the dil'ferent contents of stone power in manufactured2sand is st udied in respect of the workability , strength contractility and

3、 frost re si st a nee ii is demonstrated that the contents in a certain range can significantly improve the mortarns workability comprehensive strength and frost resistance ,and also reduce its shrinkagekey words: manufaclured2sand; stone powder; workability; strength ; ct)nlractili2 ty ;pre2mixed m

4、ortar0前言石粉是機制砂中粒徑01()75 mm的微細顆粒。石粉與泥粉有所不 同，它與機制砂為同母巖,礦物成分相同，是機制砂的一部分，是機制砂 的級配組成。由于外觀上的原因 很多人對含有一定量的石粉的機制砂存 有疑慮，對機制砂小的石粉缺乏了解和認識，盲目的洗走石粉，這樣做既 浪費水資源又破壞機制砂的口然級配。因此，合理利用機制砂中的石粉，20西部交通科技wcslcm china(hmmunicalions science & technology既能改善砂漿的性能，又能節(jié)約資源,減少環(huán)境污染。預拌砂漿是一種用量大、性能優(yōu)良的建筑材 料。其中，天然砂是砂漿的重要組成部分。但是由 于天

5、然砂的資源有限，產源具有地域性，長期大量 采挖會破壞生態(tài)環(huán)境，因此無論是從市場發(fā)展的需 求,還是從環(huán)境保護的需要出發(fā)，采用機制砂代替 天然砂已勢在必行。木文采用機制砂配制預拌砂 漿，對不同的石粉含量給預拌砂漿的和易性、強度、 收縮和抗凍性能等帶來的影響進行了初步研究。1研究所用原材料及方法111試驗原材料水泥：pc321 5 ,28 d抗壓強度為381 5 mpa。細集料:機制砂，粒徑范圍041 75 mm,其中 < 01 075 mm的顆粒確認為石粉。表觀密度:q二 2 720 kg/ m3 ;堆積密度：7= 1 650 kg/ m3 ;細度模數 mx = 21 6 o粉煤灰：1級粉煤

6、灰，細度1812%夕卜加劑:砂漿王(重慶某建材科技有限公司生產)緩凝劑:重慶市江北特種建材有限公司生產, 其性能是調節(jié)預拌砂漿的凝結時間。水：自來水表石粉的主要化學成分表()caosio2mgofe?o3ai2o3so3to2z1ltotal481 6661931131016321 17012101 18391 5699165112試驗方法本研究所用水泥與粉煤灰的質量比為3 ：1。 預拌砂漿中石粉摻量為機制砂質量的0 %、5 %、 10%、15 %、20%、25%和 30 %o根據砌筑砂漿配合比設計規(guī)程(jq982 2(x)0)選取單位體積砂漿所用水泥、粉煤灰、機制砂 和水，得出砂漿的配合比。

7、(2) 新拌砂漿的和易性:根據建筑砂漿基本性 能試驗方法(j g 70290)和預拌砂漿實用檢測技 術進行檢測，主要檢測項目有稠度、分層度和泌水 情況等。(3) 抗壓強度:根據建筑砂漿基本性能試驗方 法(j g70290)和預拌砂漿實用檢測技術進行檢 測,試件為 7017 mm x7017 mm x7017 mm 立方體。 所用試驗機為n yl - 6()型壓力試驗機。(4) 收縮性能：根據建筑砂漿基本性能試驗方 法(j g 70290)和預拌砂漿實用檢測技術進行檢 測，試件尺寸40 mm x40 mm xi60 mm棱柱體?？箖鲂阅?根據建筑砂漿基本性能試驗方 法(j g 70290)和預拌

8、砂漿實用檢測技術進行檢 測，試件尺寸701 7 mm x701 7 mm x701 7 mm立方 體。表2預拌砂漿的配合比設計表那合比石粉含c(kg an3 )f (kg arp )機制砂石粉質量用水&(kg an3 )每立方米 密度(kg an3 )編號竝()(kg an3)(kg an3 )i03001001 35002501 852253001001 283682501 0933103001001 2151352502 0114153001001 1472032502 0255203001001 ()802702502 0386253001001 0123382502 06273

9、030()10094540525()2 074注：配合比中的機制砂為水洗后機制砂.即< ()1 075 mm顆粒為0。動卜加劑：w - i型砂漿塑化劑，用最為水泥摻垠的01 15 %;sm - 2型緩 廉劑.用繪為水泥摻繪的2%.113試件制作及養(yǎng)護在試驗室內制作各種性能試驗所需試件，放入 標準養(yǎng)護室進行養(yǎng)護。2試驗結果分析211新拌砂漿的和易性新扌'i'：砂漿的和易性包括流動性和保水性，分別以 稠度和分層度控制。在膠凝材料和用水量保持不變的 情況下，考慮機制砂中石粉含量對和易性的影響o21 11 1稠度稠度是砂漿流動性的指標，用于確定配合比或 施工過程中控制建筑砂漿的用

10、水量。機制砂中石 粉的含量與稠度的關系如圖1所示。從圖1可以看出,隨著機制砂屮石粉含雖的增 加，砂漿稠度先增人后減小，在石粉含量達到15 % 時出現峰值。石粉含量從0 %增長到15 %時，稠度2009年第10期總第2821road engineering道路工程50圖1石粉含量和稠度的為系曲線圖05101520石粉含応25308070(i)30k石粉贏 20403530252015105ees追金()0 ''>051015202530石粉含就強度-強度 |22西部交通科技wcslcm chinachmmunications science & lechnob gy

11、增加了 13 %,但是隨著石粉含量的繼續(xù)增大，當石 粉含量達到3() %0寸，稠度又減小了 2() %。機制砂 中石粉含量增大使砂漿的稠度增大(0 %15 %)，這是由于石粉增加了水泥漿體的含量 提高了砂漿的流動性，同時，石粉還可以起到微滾琳 的作用減少了機制砂顆粒間的摩擦力。但是當柳 制砂中石粉含量達到一定的數量時(15 %30 %)，砂 漿的稠度乂會逐漸變小，這是由于石粉的存在增加 了固體顆粒的比表面積使需水量增大而引起的。21112分層度分層度是砂漿保水性的重要技術指 標,砂漿的保水性直接影響英黏結性能。分層度值小，其保水 性好，但分層度過小則說明砂漿越稠，砂漿易出玖 開裂等問題。分層度

12、適用于測定砂漿拌合物在運 輸及停放時間內各組分的穩(wěn)定性。機制砂中石粉 含量與分層度的關系如下圖。圖2石粉含量和分層度的尖系曲線圖從圖2數據可以看出：隨著機制砂屮石粉含量 的增加，砂漿分層度先減小后增大，在石粉含量送 到20 %時出現最小值。在用水量保持不變的情況下，隨著石粉含量的 增加可以減小砂漿的分層度，明顯改善砂漿的保水 性能。砂漿的分層度隨著石粉含量的增加而逐漸 減小，但是當石粉含量達到一定數量時分層度又會 增大，這是由于石粉含量過大而使粘度變小而引范 的。所以，在用機制砂配制預拌砂漿時先要通過試 驗確定iii機制砂中石粉的最佳量。21113泌水情況通過對新拌砂漿的觀察,機制砂屮石粉含量

13、為 0 %1() %時會出現明顯的泌水現象，但是隨著石 粉含量的增加，泌水現象有所降低，這是由于石粉 的存在，增加了固體表面枳對水的比例，保水性堆 強,泌水情況得到改善。212硬化砂漿的性能指標碩化砂漿的性能指標包括抗壓強度、收縮性和 抗凍性等。21211立方體抗壓強度為了得出機制砂中石粉 含蚩對預拌砂漿強度的影響規(guī)律，本試驗仍采用表1中配合比，保持膠 凝材料和用水量,對預拌砂漿分別進行齡期為7( 和28 d的抗壓強度試驗。圖3石)粉含量和強度的矢系曲線圖石灰?guī)r質石粉在一定的摻量范圍內，對以提高 試件的抗壓強度。這是由于石粉顆粒小，硬化后能 夠使孔隙率減小，并且石灰石粉的微集料效應和徹 晶核效

14、應能夠使(3sh和ca(oh)2包裹在ca2 co3顆粒表面，有利于增強界面的粘結作用，同時 降低了液相離子的濃度，加速了 c3s的水化作用 有利于碩化后強度的形成。但是隨著機制砂中石 粉含暈的增加，強度也會隨z降低。因為石粉作為 一種填充性的細集料，隨著含量的增加，比表面積 增大，在水泥漿用量一定的情況下,使集料的粘附 性減小，黏聚力降低，最終導致試件抗壓強度的下 降，并ii在硬化后期抗壓強度下降幅度更為明顯。 21212收縮性能試驗砂漿在水化硬化過程中，由于水泥石的化學、 干燥、降溫等作用，使砂漿體積發(fā)生減縮，造成結構 物的破壞。砂漿的收縮主要有化學收縮、塑性收 縮、溫度收縮、干燥收縮和自

15、身收縮。本文通過對 不同石粉含量的預拌砂漿進行試驗研究，主要測試 砂漿養(yǎng)護28 d后的干燥收縮，綜合評定機制砂屮 石粉含量對砂漿收縮性能的影響。由圖4試驗數據可知，隨著石粉含量的增加， 水泥2石粉漿體的比例不斷增加，干縮率基本上 與石粉含量成正比關系；隨著齡期的增長，石殺 可以改善砂漿的收縮，減小砂漿的干縮速率。這 是由于在水泥水化過程屮，隨著水泥水化產物於 生成個相體積逐漸增加，但水泥2水的總體積在減少，水 化 生成物填充原先體系中水所占的部位，引起很 化后砂漿的收縮。并且隨著砂漿的干燥碩化，砂 漿中的自rh水不斷的蒸發(fā)，在砂漿內部形成孔陽 也引起砂 漿的收縮。機制砂中的石粉顆粒細鍛 夠佼好

16、地改善膠凝材料體系的顆粒級配，對孔陽 有良好的填充效應，使砂漿屮的連通孔變少，使淇 更加致密，所以機制砂屮的石粉能夠明顯改善砂 漿的收縮率。21 213抗凍性能試驗 機制砂屮適量的石粉能夠明顯改善硬化后砂漿的孔結構，石粉砂漿的抗凍性明顯的優(yōu)于普通砂 漿,并且砂漿強度等級越高,抗凍性越好。機制砂 中石粉的含量對抗凍性有較大的影響，所以，根據不同的工程需要合理選擇石粉的摻量o3結論(1) 隨著壞境和資源問題的口益突出，在預拌 砂漿屮使用機制砂代替天然砂，既節(jié)約了資源又改 善了預拌砂漿的性能。(2) 機制砂屮含有適量的石粉能夠優(yōu)化砂的級 配，改善預拌砂漿的工作性能。在保證水膠比不歿 的情況下:石粉含

17、量為15 %時，稠度達到最人值;石 粉含量在15 %20 %時，分層度達到最佳效果。(3) 機制砂中含有適量的石粉能夠明顯改善羽 拌砂漿硬化后的性能。在保證水膠比不變的情頂 下:石粉含量在15 %20 %時，抗壓強度達到最高 適量石粉能改善預拌砂漿的收縮性能。(4) 綜合考慮機制砂屮的石粉含量對預拌砂躱 的和易性、強度、收縮和抗凍的影響，確定機制砂中 石粉的最佳含量，以便在實際工程中選擇合理的機 制砂，具有顯著的科技經濟意義。參考文獻11 1王嘉琪，唐勁松石屑砂漿性能研究ij l混凝土 ,2002(3) :49 51.12 |楊紹林建筑砂漿實用手冊| m .北京:中國建筑工業(yè)出 版社,2003.13j g7(1290，建筑砂漿基本性能試驗方法sj.4蔡基偉.石粉對機制砂混凝土性能