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機(jī)制砂片狀顆粒含量對(duì)水泥膠砂與混凝土性能的影響

　　機(jī)制砂顆粒形狀是否良好是評(píng)價(jià)機(jī)制砂品質(zhì)的重要方面。通過研究不同片狀顆粒含量機(jī)制砂對(duì)水泥膠砂和混凝土流動(dòng)性、強(qiáng)度、耐久性的影響,提出片狀機(jī)制砂的定義及檢測方法,同時(shí)提出片狀含量合理控制范圍,為今后機(jī)制砂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)片狀顆粒技術(shù)指標(biāo)制定提供參考。研究表明,隨著片狀機(jī)制砂含量的增加,水泥膠砂和混凝土的各項(xiàng)性能隨之下降。對(duì)于水泥膠砂用機(jī)制砂,片狀顆粒含量不宜超過10%;對(duì)混凝土用機(jī)制砂,片狀顆粒含量不宜超過20%。片狀顆粒對(duì)高強(qiáng)度等級(jí)混凝土的影響要高于低強(qiáng)度等級(jí)混凝土。

　　引言

　　細(xì)骨料是混凝土的主要組分，約占混凝土體積總量的 30％-40％，其性質(zhì)的好壞將直接影響到新拌混凝土和硬化后混凝土的性能[1]。為了配制工作性符合要求的混凝土，表面粗糙、多角或者細(xì)長的顆粒與表面光滑、粒形渾圓的顆粒相比，需要更多的漿體，從而影響性能和成本。廉慧珍[2]指出砂石質(zhì)量是影響混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵。天然河砂顆粒形狀相對(duì)較好，一般不存在粒形問題[3]。而機(jī)制砂則普遍存在不規(guī)則顆粒形狀—片狀顆粒的問題。季韜[3]認(rèn)為由于針片狀顆粒較多且表面凹凸不平，機(jī)制砂具有較大的比表面積，隨著機(jī)制砂比表面積的增大，混凝土拌合物的坍落度減小。對(duì)于骨料粒形，F(xiàn)letcher [4]等介紹了一種基于計(jì)算機(jī)控制的骨料成像體系（AIMS）來描述骨料形狀。H．He[5]研究了細(xì)骨料表征的不同試驗(yàn)方法，認(rèn)為不同種類砂的顆粒形狀尺寸等指標(biāo)用圖像分析法、篩析法、激光衍射法等不同方法研究得到的特性表征是不一樣的。王稷良[6]也認(rèn)為常規(guī)測試機(jī)制砂粗糙度的試驗(yàn)方法不能準(zhǔn)確反映出機(jī)制砂的顆粒形貌特征。目前關(guān)于機(jī)制砂，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)沒有細(xì)骨料片狀顆粒的定義和指標(biāo)要求，更沒有建立片狀顆粒含量的檢測方法，細(xì)骨料的顆粒形狀對(duì)預(yù)拌混凝土工作性、強(qiáng)度以及耐久性的影響還缺少系統(tǒng)研究。本文提出了片狀顆粒的定義和檢測方法，通過試驗(yàn)研究了機(jī)制砂不同片狀顆粒含量對(duì)水泥膠砂和混凝土的影響。

　　1.原材料及試驗(yàn)方法

　　本試驗(yàn)采用金隅P.O 42.5水泥，需水量比和燒失量分別為98%和 3.2%的 Ⅱ級(jí)粉煤灰，比表面積和活性分別為453 m2/kg和89%的S95級(jí)礦粉。

　　采用細(xì)度模數(shù)為3.1的石灰?guī)r機(jī)制砂和花崗巖機(jī)制砂，5-25mm連續(xù)級(jí)配石灰?guī)r碎石，采用減水率33%的聚羧酸減水劑。

　　我們提出的片狀顆粒定義為：1.18mm以上的機(jī)制砂顆粒中最小一維尺寸小于該顆粒所對(duì)應(yīng)粒徑范圍平均粒徑0.45倍的顆粒。機(jī)制砂規(guī)則顆粒和片狀顆粒如圖1所示；機(jī)制砂片狀顆粒含量根據(jù)我們依據(jù)定義開發(fā)的條形孔篩（如圖2所示）試驗(yàn)所得。篩子共3種型號(hào)，條形篩孔寬分別為為0.8mm、1.6mm和3.2mm，分別檢測1.18-2.36mm 、2.36-4.75mm、4.75-9. 50mm三個(gè)粒徑范圍的片狀砂。

　　檢測步驟：取500g烘干或風(fēng)干砂，篩除1.18mm以下砂樣，將剩下的砂進(jìn)行篩分，然后將1.18-2.36mm 、2.36-4.75mm、4.75-9. 50mm三個(gè)粒徑區(qū)的砂分別放到條形孔寬為0.8mm、1.6mm和3.2mm的篩子中進(jìn)行篩分，稱取各篩篩下顆粒質(zhì)量，并相加得到篩下顆粒總質(zhì)量G。G除以砂樣總質(zhì)量500g所得百分比即為機(jī)制砂中片狀顆粒含量。

　　選擇含片狀顆粒10%、20%、30%的機(jī)制砂做膠砂試驗(yàn)。試驗(yàn)各原材料用來如表1所示，混凝土配合比如表2所示。

　　

　　3.結(jié)論

　　（1）提出機(jī)制砂片狀顆粒的定義，制定了條形孔篩片狀顆粒檢測方法。

　　（2）隨著機(jī)制砂片狀砂含量的增加，水泥膠砂流動(dòng)度和強(qiáng)度隨之下降。當(dāng)片狀顆粒含量為20%時(shí)，水泥膠砂流動(dòng)度和強(qiáng)度下降10%以上。

　　（3）隨著機(jī)制砂片狀砂含量的增加，混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性隨之下降。當(dāng)片狀顆粒含量為30%時(shí)，混凝土強(qiáng)度下降10%以上，氯離子擴(kuò)散系數(shù)增加20%以上。

　　（4）對(duì)于水泥膠砂用機(jī)制砂，片狀顆粒含量不宜超過10%。對(duì)混凝土用機(jī)制砂，片狀顆粒含量不宜超過20%。

　　（5）機(jī)制砂片狀顆粒含量對(duì)高強(qiáng)度混凝土影響要高于低強(qiáng)度混凝土。