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浅析砂含泥量对混凝土性能的影响

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2019-03-12 17:47【


浅析砂含泥量对混凝土性能的影响


摘要:文中通过试验数据和理论分析,研究了砂含泥量对混凝土的各种性能影响。
关键词:砂;含泥量 
0 前言
砂是现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组成,随着日益加大的基础设施建设的投资,砂的用量日益增多。在建筑施工中砂浆、混凝土的性能受到砂含泥量等质量指标的影响,在国家、行业标准中均限制其含泥量、泥块含量指标,但目前关于砂的含泥量在混凝土中的影响,尚无系统的试验和足够的数据证明。因此,本文通过不同含泥量的砂配制混凝土进行试验研究,总结其对混凝土性能的影响规律,为在当地配制合理等级的混凝土提供试验数据和理论依据。


1 原材料与试验方法
1.1原材料
1.1.1水泥:选用中联P.O42.5级
采用宿迁巨龙水泥厂PO42.5级,其物理力学性能如表1-1
表1-1水泥的物理与力学性能


细度(%

标准稠度用水量(%

抗折强度(MPa

抗压强度(MPa

凝结时间(min

3d

28d

3d

28d

初凝

终凝

2.4

26.8

5.4

86

23.5

51.2

145

215


1.1.2粉煤灰
采用淮安华能电厂Ⅱ级灰,其性能如表1-2
表1-2粉煤灰性能


细度(%

需水量比(%

活性指数(%

烧失量

7d

28d

12.6

103

75

83

3.8


1.1.3粗集料
碎石玄武岩,产地盱眙,其性能指标如表1-3表1-3


表观密度(㎏/㎡)

堆积密度(㎏/M3

针片状含量(%

压碎值(%)

级配

()

2690

1580

3.4

8.1

5-25


 


1.1.4细集料
选用宿迁骆马湖中砂,细度模数2.6,性能指标见表1-4


表观密度(㎏/㎡)

堆积密度(㎏/M3

空隙率(%

细度模数(%

颗粒级配

2550

1550

36

2.6

1.1.5外加剂
采用江苏博特新材料有限公司生产JM-Ⅷ高效减水剂,其性能指标见表1-5
表1-5 JM-Ⅷ性能指标


密度g/m

掺量%

减水率

%

含气量

%

凝结时间(h

抗压强度比(%

初凝

终凝

7d

28d

1.24

1.3

20.4

2.6

10

12

142

130

1.1.6 材料检测依据
水泥检测按GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》、GB/T1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》及GB176-1996《水泥化学分析方法》进行测试水泥性能。按GB1596-1991《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》测试粉煤灰性能,按GB/T18736-2002《高强高性能混凝土用矿物外加剂》测试矿渣微粉性能。按GB14684-2001《建筑用砂》和GB14685-2001《建筑用卵石、碎石》测试粗细集料性能。参照GB8076-1997《混凝土外加剂》和JC476-1998《混凝土膨胀剂》测试外加剂性能。


1.2  试验方法
1.2.1砂含泥量是根据试验的不同要求,将粘土和砂按比例混合搅拌均匀,再进行混凝土试验。砂含泥量为0%是将同批砂用水冲洗干净,再进行测定,将不超过0.5%含量的砂均视为含泥量0%。
1.2.2配合比计算及试验是参照JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》,试验采取相同配合比,除砂的含泥量不同外,其它材料均一样。试验配合比见表1-6
表1-6试验配合比  (kg/m3)


水泥

粉煤灰

碎石

外加剂

180

320

60

700

1100

5.2

1.2.3混凝土性能测试参照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》、GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》和GB/T80-85《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》等。



2、试验结果及分析
2、1砂含泥量对混凝土工作性能的影响:
随着含泥量的增加,混凝土的初始坍落度愈来愈低,当含泥量达到13%时,在相同材料的情况,混凝土拌合物初始坍落度为0;这说明,随着含泥量的升高,泥含量对外加剂及水的吸附越来越大,使得混凝土的用水量要加大才能保证要求的流动性。随含泥量的增高,混凝土的保坍性能也越来越差。在试验中发现,用含泥量为3%以上砂的混凝土,为了保证初始坍落度能达到180㎜,需增加用水量调整,其1h坍落度损失远超过含泥量为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


编号

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砂含泥量对混凝土强度的影响

表2-2不同含泥量的砂拌制出的混凝土的强度  (Mpa)


编号

砂含泥量

抗折强度

抗压强度

7

28

7

28

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中给出砂含泥量对混凝土力学性能的影响数据,从其中可以看出随着含泥量的增加,混凝土的7d、28d混凝土的抗压、抗折强度明显降低。这是由于砂表面的粘土泥的包裹,阻碍了集料与水泥基的粘结,形成强度的薄弱区,降低了水泥基与砂粘结力,同时粘土杂质会对水泥的水化产生影响,增加了腐蚀破坏作用,从而降低了混凝土的强度。这从混凝土破型试验的试块破裂面可以看出,砂石没有破损,破坏的是水泥基和集料的粘结界面。若在混凝土中出现较大的泥团,其受力破坏点就在泥团处。试验表明,含泥量高的砂拌制混凝土在相同的工作性能情况下要增加用水量。为了保证混凝土强度达到设计要求,就需要增加水泥用量,这无形中就加大了混凝土的生产成本。


2、3砂含泥量对混凝土碳化深度的影响
表2-3给出了砂含泥量对混凝土碳化性能影响的试验结果,可以看出,随着砂含量的增加,混凝土的碳化深度明显增大,抗碳化能力逐渐变差。

表2-3不同含泥量的砂拌制出的混凝土各龄期的碳化深度


编号

砂含泥量

碳化深度(㎜)

7

28

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、小结
(1)随着砂含泥量的增加,混凝土的坍落度减小,且经时损失明显。
(2)砂含泥量对混凝土强度的影响很大。随砂含泥量的增加,混凝土强度降低,工作性能变差。在相同的含泥量、混凝土强度和工作性的要求下要增加水泥用量和用水量(或增加外加剂掺量),增大了混凝土的成本。
(3)砂含泥量大的混凝土,其早期碳化较为严重,对混凝土的耐久性产生很大的影响。
(4)将砂中的总含泥量控制在1%以内,其混凝土各项性能均为稳定。