机制砂石粉对水泥性能的影响-制砂机成套设备
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机制砂石粉对水泥性能的影响-制砂机成套设备

混凝土 石粉 机制 改性剂 含量
更新时间:2020-08-26
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从矿物质粉末的运用发展趋势看来,不但用作混凝土混和材,还做为一种辅助胶凝材料直接大量掺量以配置混泥土

在有的国家,用大掺量石灰石粉替代波特兰水泥,用以配置高流态混泥土

日本学家内川浩(Hiroshi Uchikawa)等人的科学研究说明,以包含石灰石粉其他的矿物粉末状做为掺合料配制混泥土,实际效果类似于用该矿物质粉末状作混合材生产制造的混凝土配置的混泥土

     白云石做为混凝土混和材的运用已有较长历史,但大多数基于白云石与熟料混合粉磨的生产工艺流程

国内水泥行业也有将高细石灰石粉独立掺入、替代一部分混凝土的科学研究,发现小量(4%以下)添加时还可以提升混凝土初期强度,同时还可以改进混凝土的和易性,对初凝时间段没有显著影响,掺量很大时,凝结时间随掺量越来越提早

高细石灰石粉基本不参加混凝土的初期水化,高细石灰石粉掺入混凝土后可以显著降低混凝土颗粒物堆积的空隙率,进而提升混凝土的早期强度和降低混凝土的规范稠度需水量

     吴明威等人认为,机制砂中的石粉《https://www.lftsjj.com/)对水泥仅起一种惰性掺和料作用,掺量在水泥重量的15%以内时,无论在标准稠度、凝结时间、安定性还是胶砂强度都无不良影响,当掺量达到20%时,胶砂强度急剧下降.      苏晓文在用机制砂取代天然砂配置水泥砂浆时,发觉机制砂水泥砂浆的初凝时间比天然砂砂浆凝结时间短

机制砂混泥土在水利水电工程的运用中,朱国伟认为:石灰粉含量是影响混凝士凝结时间的关键因素,"石灰粉"(指

但也有见解与之相左,觉得机制砂中的石灰粉能适度增加混泥土的凝结时间

     高细石灰石粉作混凝土混和材时,因为它能排出来混凝土颗粒物间空隙中一部分水份,进而降低混凝土的规范粘稠度需水量.机制砂中的石灰粉对混凝土规范粘稠度饮用水      量的影响层面,科学研究工作人员都没有确立的论述,一些实验数据显示信息是提升的趋势

    在对水泥砂浆的科学研究中,有科学研究工作人员觉得石灰粉添充孔隙,使水泥砂浆连接孔变少,使缩水率减少

科学研究工作人员均表达石灰粉对混凝土的安定性基本都没有影响,有关石灰粉对混凝土其他性能层面的科学研究鲜有报道

硅质机制砂中石粉含量对混凝土流动性能的影响及改善

随着我国的建设量不断增加,优质天然河砂的短缺对混凝土的制备产生很大的制约,为解决这个问题,机制砂的使用越来越多,但是使用过程中也出现了许多问题,现在使用较多的机制砂主要是天然石灰岩生产的钙质机制砂。 石灰石质石粉机制砂已经有很多人进行了大量的研究,并取得不小的成果,而硅质石粉机制砂却鲜有探究。宋少民等人通过研究提出石灰石粉可以作为混凝土矿物掺合料一个组成部分以弥补优质粉煤灰不足的观点。周明凯等人研究认为石灰石质石粉具有晶核效应,它可以与水泥中的C3A和C4AF在水化反应过程中生成水化碳酸钙与其它水化产物相互搭接,从而提高了水泥石的强度与耐久性。范德科等人研究表明将机制砂中石粉含量控制在一定的量,其强度和工作性能最佳。 硅质石粉吸附性要比钙质石粉强得多,石粉含量较高的机制砂混凝土较为黏稠,流动性不高。改性剂的引入,混凝土的流动度大大增加,保证施工过程的顺利进行,并且控制好改性剂的比例和用量,并不会对强度造成影响,两者相互配合对混凝土的和易性有一个较大的跃升。 机制砂,青岛梨沟地区水洗砂及石粉,灰埠地区水洗砂及石粉。各项系数如表2,主要成分及其含量见表3; 砂浆流动度依据《通用硅酸盐水泥》GB/T175-2007中净浆流动度方法进行测定;砂浆强度根据《水泥胶砂强度试验》GB/T17671-1999进行砂浆试件的成型、养护和强度测定。混凝土工作性能依据《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2016测定;规定的坍落度法混凝土强度依据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002测定混凝土的强度。 (1)选用砂浆试件各组分的质量比为砂∶水泥∶水∶减水剂=700∶350∶140∶3,分别掺杂0、3%、6%、9%、12%的石粉代替标准砂,在标准砂中添加改性剂砂浆流动性都得到很大的提高,并且当石粉含量增加到9%时,砂浆的流动度达到180mm以上且60min内损失很小的要求,如图1。 因两种石粉机制砂中的石粉含量较高,提高水与减水剂组分至砂∶水泥∶水∶减水剂=700∶350∶175∶5,在机制砂中添加改性剂砂浆流动性亦明显提高,如图2。 (3)将两种机制水洗砂石粉含量调至10%,梨沟水洗砂组提高水与减水剂组分至砂∶水泥∶水∶减水剂=700∶350∶150∶4时流动度达到满足要求的极限0、30min、60min分别为180mm、190mm、190mm。灰埠水洗砂组调高水量到提高水与减水剂组分至砂∶水泥∶水∶减水剂=700∶350∶160∶4时亦达到满足要求的极限流动度0、30min、60min分别为205mm、208mm、182mm。 (4)将石粉含量调至12%,加入改性剂的情况下,梨沟水洗砂组提高水与减水剂组分至砂∶水泥∶水∶减水剂=700∶350∶150∶4时,流动度达到满足要求的极限0、30min、60min分别为193mm、198mm、198mm。灰埠水洗砂组提高水与减水剂组分至砂∶水泥∶水∶减水剂=700∶350∶160∶5时满足要求的极限流动度为0、30min、60min分别为208mm、200mm、203mm。 为测定改性剂对砂浆强度的影响,设计了三大组砂浆试验,即I、II、III组砂浆试件,三大组砂浆试件的质量比如砂浆流动度试验,各组砂浆的强度如表4。 (1)第I大组中,I-1与I-2,除了后者加入改性剂外,其他组分完全相同,可见两者的强度相差无几。因此改性剂的加入并不会影响标准砂砂浆的强度。 (2)第II、III大组中,机制砂增加石粉含量并添加改性剂与机制砂空白组进行对比,可见II-2、III-2、III-3的强度略大于与其相对应的II-1、III-1的强度。因此改性剂的加入亦不会影响机制砂砂浆的强度。石粉含量在一定范围内的增加使得砂浆空隙率降低,结构更加致密,有利于强度的提高。 为研究改性剂对机制砂混凝土坍落度及强度的影响,本试验选取强度等级为C30的混凝土进行试验,其配合比见表5。表5中石粉为除机制砂中本身含有的外添加的量。 图3为两种机制砂0、30min坍落度,可见加入改性剂后,机制砂混凝土的初始坍落度明显增大,且加入改性剂的组别30min后损失很小,均仍能满足其工作性能。改性剂的引入,大大提高了机制砂流动度,解决了机制砂混凝土和易性差的问题。 由图4可见,梨沟砂C30混凝土加入改性剂后IV-2的强度与IV-1几乎相同,灰埠砂C30混凝土加入改性剂后V-2的强度与V-1比,有略微的降低。加入改性剂后,机制砂混凝土和易性大大提高,并且不会对其强度有太大影响。 的流动性,且并不会对强度造成影响。石粉量的增加可以提高砂浆的密实度,起到提升砂浆抗压强度的作用。 (2)将机制砂混凝土中的石粉含量控制在10%~12%之内(梨沟砂选用12%石粉含量,灰埠砂选用10%或12%石粉含量)并加入改性剂,能显著提高机制砂混凝土流动性,但是对混凝土强度影响较小。 (3)在石粉含量较高的硅质机制砂混凝土中加入改性剂能解决浆体粘稠,流动性小的问题,在工程中具有较高的应用价值。(来源:《粉煤灰综合利用》https://www.lftsjj.com/)

机制砂质量指标及对混凝土性能的影响分析

随着经济的快速发展,基础设施的建设需求越来越大,混凝土骨料等建筑材料需求也相应急剧增加。天然砂资源逐步减少甚至无天然砂可用的情况越来越多,混凝土用砂供需矛盾突出,严重影响了工程建设的进展。机制砂与天然砂的根本区别在于机制砂是经制砂机破碎和加工制得的,机制砂的级配、石粉含量等质量指标可以通过调整制砂机参数进行调整和改进。另外,机制砂在生产、运输和施工中能够减少对环境造成的污染。欧美等工业发达国家为了保护天然砂资源、满足工程建设的需要,已广泛应用机制砂并制定了较为完善的标准规范。本文通过分析国内外机制砂的标准规范后,总结概括了机制砂的质量指标并提出改进意见。 目前,国内外标准规范中机制砂的定义并不统一,不同国家的机制砂定义各不相同,国内各标准中机制砂的定义也不同,详见表1。 由表1可知,美国标准ASTMC125-18在机制砂的原材料中加入了建筑垃圾,促进了建筑垃圾的资源化利用。 机制砂的特有质量指标大致可分为两类:一是有关机制砂的形貌特征,如粒形、表面粗糙度等;二是关于机制砂中特有成分石粉的指标,如石粉含量。 由于母岩及生产工艺等因素的不同,机制砂粒形不规则、表面粗糙、颗粒尖锐富有棱角,且颗粒内部裂纹多、比表面积大。一般来说,棒磨式、锤式和冲击式破碎机生产的机制砂要优于反击式、圆锥式和辊压式破碎机生产的机制砂。 机制砂的颗粒形状因不规则,难以准确表征。JTGE42-2005《公路工程集料试验规程》规定了细骨料棱角性试验方法:间隙率法和流动时间法,但试验误差较大。近年来,更多学者采用数字图像处理技术(DigitalImageProcessing)对骨料的棱角性特征进行分析。DIP技术是对颗粒进行正面投影,然后进行轮廓图像分析,从而可以采集到颗粒的圆球度、长宽比、半径比等参数,用以表征细骨料颗粒的粒形。GONCALVESJP采用DIP技术分析对比天然河砂与两种不同破碎方式(冲击破碎、圆锥破碎)机制砂的圆球度和长宽比后发现,圆锥式破碎机生产的机制砂圆球度最小、长宽比最大、颗粒棱角最多。宋少民提出了机制砂片状颗粒的概念并制订了条形孔筛片状颗粒检测方法,并建议将混凝土用机制砂的片状颗粒含量控制在20%以内。 数字图像分析技术将评价指标量化,评价方式科学严谨,但操作复杂、选取研究对象较少、代表性差;相比而言,细集料片状颗粒含量测定方法操作简单快捷、适应性强。 国内外主要标准中机制砂石粉含量的最高限值见表2。由表2可知,不同国家机制砂的工程应用情况不同,确定石粉含量时的考虑因素也不同,因此,不同国家对石粉含量限值的规定差异较大。欧洲标准中石粉含量最为宽泛,其最高限值为22%;我国标准中机制砂石粉含量的最高限值为10%。 机制砂粒形影响混凝土工作性主要是由于多棱角的颗粒间机械咬合力大,相互碰撞和干扰会降低混凝土的工作性。https://www.lftsjj.com/粒级机制砂的颗粒形状越不规则,混凝土流动性越差。机制砂颗粒表面粗糙、多棱角,针片状颗粒含量较多,往往需要更多的水泥浆体包裹,才能达到与河砂混凝土相同的工作性,否则会影响新拌混凝土的流动性,致使混凝土出现离析泌水的现象。 使用机制砂拌制的混凝土,其强度普遍高于使用河砂拌制的混凝土。对此分析主要有两方面原因:一是机制砂粗糙不规则的表面形态有利于提高混凝土界面间黏结力;二是机制砂的主要成分为CaCO3,在混凝土高碱环境中,其表面发生微化学反应,促进C3S和C3A的水化。颗粒形貌会影响砂的堆积状态,进而影响其空隙率,当水泥浆体完全填充空隙时,混凝土体系填充密实,抗压强度表现较好;机制砂的表面粗糙程度越高,混凝土的抗压和抗折强度表现越好。但并非所有学者都认同此观点,一些学者认为圆形度越高(粒形越圆滑),混凝土拌合物的工作性越好,硬化后抗压强度越高。颗粒形貌对混凝土力学性能的影响还需进一步研究。 不同母岩产生的石粉由于其岩性及成分不同,在混凝土体系中对混凝土水化产生一定影响;我国生产机制砂的原料主要为石灰岩。因此,本文主要针对石灰石粉对混凝土性能的影响进行了总结。 石粉有利于提高混凝土的保水性和黏聚性,改善混凝土离析泌水的现象,但石粉含量过高则会使混凝土变得干稠。YAHIAA认为存在一个石粉掺量的临界值,石粉掺量低于临界值时,有利于混凝土的流动性;当石粉含量超过此临界掺量时,增大混凝土拌合物的黏聚性,降低流动性。周明凯认为机制砂中石粉会对混凝土拌合物的工作性起到两种相反的作用:正效应与负效应。正效应指:石粉包裹于机制砂颗粒周围,形成的浆体能够减少颗粒间的摩擦力,弥补机制砂粒形方面的缺陷;负效应指:石粉会吸收混凝土体系中的水分,增大混凝土拌合物的需水量。石粉在混凝土中的正负效应取决于石粉的含量,当正效应大于负效应,石粉有利于拌合物的工作性;反之则不利。在中低强混凝土中,机制砂中的石粉能够增加浆体含量,一定程度上提高新拌混凝土的工作性。但高强混凝土的水灰比较小,胶凝材料用量很大,不需额外掺入石粉来改善其泌水现象;多余的石粉反而会由于其较大的比表面积,吸收水泥水化所需的水分,使得拌合物黏聚性增大、流动性减弱,硬化后的混凝土强度降低。总之,石粉含量对混凝土工作性的影响存在一个临界点,对不同强度等级的混凝土的影响程度也不相同。 石粉影响混凝土强度主要体现在两个方面:一是石粉在混凝土材料体系中具有一定的水化活性,且其水化产物结构较为密实;二是石粉细度较小,对混凝土有一定的微骨料填充作用。石灰石粉在早期为水化硅酸钙提供了有利于成核和生长的表面,降低了成核位垒,加速了水泥的水化,尤其是能够加速C3S的早期水化,因此,掺加石粉能够提高砂浆和混凝土的早期强度,但由于其没有活性效应,使得90d以后的混凝土强度发展缓慢。李长永认为石粉含量低于13%时有利于混凝土后期抗压强度的增长。 总之,石粉对混凝土早期水化有一定的促进作用,从而有利于混凝土早期强度的发展,但对后期强度影响还需进一步研究。 石粉在水泥基材料中的作用机理主要体现为晶核作用、填充作用、化学作用和微活性作用;因此,石粉不仅会对混凝土的工作性和力学性能产生影响,还会影响混凝土的耐久性能。刘晓东研究认为石粉的晶核效应表现为能够加速水泥水化,诱导水化产物(主要是C-S-H凝胶)结晶析出,从而阻断混凝土的渗透通道,提高混凝土的密实性,使得混凝土抗渗等级提高,氯离子扩散系数减小。李北星发现低强混凝土中石粉含量从0增加到20%,可提高氯离子的渗透阻力,降低混凝土的抗冻性能;而对于高强混凝土,石灰石粉从0~15%的增加并不会影响混凝土的氯离子渗透性和抗冻性。水灰比不变的情况下,混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力随石灰石粉含量的增高而下降。王海峰采用石灰石粉代替部分水泥,证明掺加石灰石粉能够有效抑制碱骨料反应。石灰石粉在混凝土中活性较小,体积较为稳定,同时,由于其细度较小,能充分发挥填充和分散作用,降低混凝土的收缩。机制砂混凝土中石粉含量为7%及7%以上时,早期干缩值要大于河砂混凝土,而后期干缩值相差不大,甚至有所降低。 目前,石粉对混凝土耐久性的影响还缺乏系统的研究。石粉含量在一定范围内的增加可以提高混凝土的抗氯离子渗透性,并有一定的抑制碱骨料反应的作用,但对抵抗硫酸盐侵蚀能力不利。 目前各标准中机制砂的定义不统一,并且缺乏简便有效的检测机制砂形貌的方法;关于机制砂颗粒形貌及石粉含量对混凝土耐久性的影响研究尚不完善。 (1)综合考虑机制砂的原材料、生产工艺及产品特点等因素,建议将混凝土废弃物、废砖石块等建筑垃圾纳入机制砂的原材中。 (3)机制砂形貌特征和石粉含量对混凝土耐久性能的影响还需进一步系统研究。(来源:《混凝土与水泥制品》https://www.lftsjj.com/)

总结

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