机制砂混凝土早期开裂及抗渗透性影响因素分析.docx
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1、机制砂混凝土早期开裂及抗渗透性影响因素分析目录1.引言1?机制砂与传统天然河砂的比较1?机制砂质量指标的限制2?机制砂混凝土的微观结构3?机制砂混凝土的宏观性能4?原材料与试验方案4?原材料4?试验方案5?机制砂混凝土早期开裂影响因素试验研究5?砂种类对机制砂混凝土早期开裂的影响6?石粉含量对机制砂混凝土早期开裂的影响7?矿物掺合料对机制砂混凝土早期开裂的影响7?机制砂混凝土抗水渗透性影响因素试验研究8?砂种类对机制砂混凝土抗水渗透能力的影响8?石粉含量变化对机制砂混凝土抗水渗透能力的影响9?机制砂混凝土抗水渗透能力受矿物掺合料影响9?结论91.引言随着城市化建设进程的加快,基础建筑建设中,砂
2、子作为混凝土的主要原材料,用量也随之快速增长。考虑到天然砂的不可再生性,为降低城市建设需求对资源的依赖及环境的影响,混凝土中配置机制砂的生产方式得到了广泛推广使用。该文以某机制砂混凝土为例,基于其原材料构成,对砂类、石粉含量、矿物掺和量三个参数的变化所引起的机制砂混凝土早期抗裂性及抗渗透性能的变化进行了重点分析,以供机制砂混凝土的研究参考与借鉴。机制砂与传统天然河砂的比较机制砂与传统天然河砂相比,主要在0075mm以下粉料含量、粉料组成、颗粒矿物组成、颗粒级配及颗粒形状等方面存在一定的差别,且由于生产原石本身的特性及制砂流程和所用机械的不同,各砂石厂生产出的机制砂在0.075mm以下粉料含量、
3、粉料组成、颗粒矿物组成、颗粒级配及颗粒形状等方面也有所不同,在以往的探究中多得出了“机制砂颗粒形状较差、表面粗糙、粉料含量较大”的结论,其不规则的颗粒形状、粗糙的表面、较大的粉料含量被误认为是其性能上的缺点,也一直是业内技术人员关注的重点。?.机制砂质量指标的限制把机制砂纳入国家标准建筑用砂(GB/T14684),其粉料含量就一直是评判机制砂质量的重要指标,标准中把0075mm以下的颗粒直接称为“石粉”,其含量即为“石粉含量”,并根据机制砂的MB值(以MB值14gkg来划分)来划分不同类别(I类、H类、In类)机制砂粉料含量的限值。机制砂中的泥粉(MB值)“泥粉颗粒”与石粉颗粒的粒径都小于0.
4、075mm,作为粉料存在于机制砂中,但它们的结构和性质却大不相同,泥粉中含有的粘矿物一般为:含水的铝硅酸盐、镁硅酸盐和铁硅酸盐等组成的层状结构,与石粉相比,层状结构的粘土矿物中存在着大量的空隙,其比表面积较大,吸附性较强,且其吸水性和湿胀干缩性对混凝土拌合物工作性能有很大的影响。a)1:1层型b)2:1层型图1-1粘土矿物结构目前,国家的标准采用亚甲蓝MB值的测定来判断机制砂中粘土颗粒的吸附能力,亚甲蓝的分子结构如图1-2所示,亚甲蓝分子带有一定量的正电荷。当粘土矿物遇水时,其中的A13+与水作用形成胶体,根据扩散双电层理论,在胶体中,固体与液体接触的表面由于电离或吸附离子而带电,粘土颗粒较强
5、的吸附性能以及表面所带的负电与石粉相比泥粉(即粘土颗粒)更容易吸附亚甲蓝溶液。IHbCn人CH3CH3C-CH3图1-2亚甲蓝(MB)分子结构图机制砂通过岩石破碎得到,生产过程中在节理面开裂,其颗粒形状不规则、有棱角,且针片状含量较高,其表面粗糙度主要是由生产机制砂母岩的特性、形成机理以及生产过程中所使用的破碎机械等因素共同决定;机制砂颗粒的圆度反映了其形状的棱角性,长宽比则反映了针片性,会增加拌合物的流动阻力,不规则的颗粒形状也会使其与浆体的粘结力发生变化,改变界面过渡区的结构。在硬化混凝土中,机制砂与水泥浆体直接粘结在一起,其表面的粗糙程度直接影响与水泥浆体的粘结,粉料含量的变化导致其颗粒
6、级配随之发生改变,粘土颗粒含量及种类的变化则影响其MB值,而粉料含量和MB值对混凝土新拌合物的工作性有着明显的影响。?.机制砂混凝土的微观结构混凝土可以看成一种由集料、水泥浆和它们之间的粘结处(界面过渡区)所构成的复合材料。其微观结构对混凝土的力学性能、体积稳定性及耐久性有着显著的影响。界面过渡区有3大特点:低密度或高孔隙率,呈优先取向的Ca(OH)2晶体,微裂缝。界面过渡区的性质除了受水泥用量、品种和性能,掺合料种类、质量和掺加比例,水胶比,养护条件等因素的影响外,还与骨料的特性有密切相关。骨料的尺寸、级配、形状、表面形貌、吸水率、矿物组成等对界面过渡区的性能具有非常重要的影响。此外,由于浆
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