人工砂石粉含量及MB值对自密实混凝土性能的影响及模型研究.pdf
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1、2 0 1 1年 第 9期 (总 第 2 6 3期 ) Nu mb e r 9 in 2 0 1 1 ( T o t a l No 2 6 3 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 预拌混凝土 READY M D【 ED C0NCRETE d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 O 2 0 1 1 0 9 0 3 2 人工砂石粉含量及 MB值对 自密实混凝土性能的 影响及模型研究 曾冲盛 ( 厦 门市建筑科学研究院集 团股份有限公 司,福建 厦门 3 6 1 0 0 4 ) 摘 要: 以胶凝材料、 人工砂石粉含量、 人工砂的MB值为主要影响
2、因素, 通过验证试验以及采用 D e s i g n E x p e r t 7 0 软件建立石粉、 MB值 与自密实混凝土性能关系模型, 研究人工砂MB值、 石粉含量及胶凝材料用量对 自 密实混凝土自密实性能的影响。 研究结果表明以MB 值、 石 粉含量作为人工砂技术要求, 可有效控制人工砂自密实混凝土质量; 人工砂的 MB I 时, 人工砂中石粉有利于改善混凝土的工作性, 含量 宜小于 1 5 ; 人工砂的MB1 时, 混凝土工作性对人工砂中石粉含量变化较为敏感 , 含量宜小于 5 ; 采用 2 F I ( 2 f a c t o r i n t e r a c t i o n ) 模型能
3、 较好地反映自密实混凝土填充性能( T 5 0 ) 与人工砂石粉含量 、 MB值及胶凝材料用量之间的关系。 关键 词 : 人工砂 ;MB;石粉 ;自密实混凝 土 ;模 型 中图分类号 : T U5 2 8 0 4 1 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 ) 0 9 一 O 1 O 2 一 O 5 Re s ea r c h on t he e ffe c t of s t one powde r c ont e nt an d M B v al ue f or a r t i f ici a l s and on pr ope r t i es
4、 of s el f - c ompa cti n g c onc r e t e a nd r e l a t i ona l mode l ZENG Ch o n g - s he n g ( Xi a me nAc a d e myo f B u i l d i n gR e s e a r c hGr o u pCo , L t d , Xi a me n 3 6 1 0 0 4, C h i n a ) A b s t r a c t : Wi t h c e me n t i t i o u s ma t e fi a l , s t o n e p o wd e r c o n
5、t e n t a n d Me t h y l e n e b l u e( MB) v a l u e f o r a r t i fi c i a l s a n d a s t h e ma j o r e f f e c t f a c t o r the s e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e t e p r o p e r t y mo d e l wi t h s t o n e po wd e r c o n t e n t , MB v a l u e a n d b i n d e r c o n t e n t wa s e s
6、 t a b l i s h e d t h r o u g h v e r i fic a t i o n e x p e r i me ri t s a swe l l a st h eDe s i gn Ex p e r t 7 0 s o ftwa r e T hei n flu e n c e o f M B v a l u e s , s t o nep o wd e r c o n t e n t a n db i n d e r c o nt e n t o n s e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e t e h a v e b e e
7、 n s t u d i e d T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t MB Va l u e a n d s t o n e p o wd e r c o n t e n t a s t he t e c h ni c a l r e q u i r e me n t s o fa rti fic i a l s a n d, wh i c h c o u l d e f - f e c t i v e l y e n s u r e t h e q u a l i t y o f s e l f - c o mpa c t i n g
8、c o nc r e t e As a rti fic i a l s a n d MBI , s t o n e p o wd e r i n a r t i fic i a l s a n d wi l l h e l p t o i mp r o v e wo r k a b i l i t y o f c o n c r e t e, t h e c o n t e n t s h o u l d b e l e s s t h a n 1 5 ; An d a r t i fi c i a l s a n d MB 1, t he wo r k a b i l i t y o f c
9、 o n c r e t e i s mo r e s e n s i t i v e t o c h a n g e s o f s t o n e p o wd e r i n a r t i fi c i a l s and , t h e c o n t e n t s h o u l d b e l e s s t h a n 5 2 F I( 2 - f a c t o r i n t e r a c t i o n) mo d e l c a n r e fl e c t c a n r e fl e c t the r e l a t i o n s h i p b e t w
10、e e n fi l l i n g a b i l i t yo f s e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e t e( T 5 0) a n d s t o n e p o wd e r c o n t e n t , MB v a l u e s , b i n d e r c o n t e n t Ke ywor ds : a rti fi c i a l s a n d; MB; s t o n epo wd e r ; s e l f - c o mpa c t i n g c o n c r e t e ; mo d e l 0 引言 随
11、着经济建设的不断发展 , 混凝土用量不断增加, 天然砂 已无法满足混凝土 日益增长的需求。 为缓解 自然资源短缺 , 采 用人工砂替代河砂在国内外已成为了混凝土行业可持续发展 的一种趋势_ 1 _ 。 与天然河砂相比, 人工砂颗粒粗糙、 尖锐多棱角、 细度模数大、 级配不良的特性, 不利于混凝土的工作性。 而人工 砂中含有适量石粉能改善其混凝土的工作性 , 但过量的石粉会 因吸附更多的水分 , 导致混凝土工作性变差【2 _ 3 】 。 自密实混凝土 拌合物要求具有较高的流变性能 , 因此, 采用人工砂何种性能 指标来控制人工砂的质量, 成为配制人工砂 自 密实混凝土迫切 需要解决最重要问题之一
12、。 因此, 本研究通过参考国内 外有关现行文献和标准、 人工砂 混凝土的工程应用经验并结合前期人工砂混凝土行业标准验 证试验的研究结果 , 提出以人工砂的MB值及石粉含量作为 用于配制自密实混凝土的人工砂技术指标。 通过 D e s i g n E x p e r t 试验设计软件, 建立人工砂石粉含量、 MB值及胶凝材料用量与 人工砂自密实混凝土自密实性能的关系模型 , 来研究人工砂石 粉含量、 人工砂 MB值、 胶凝材料用量对自密实混凝土自密实性 能的影响, 为人工砂白密实混凝土广 泛应用提供一个参考依据。 1试 验 1 1 原材料 水泥: 福建龙麟集团龙岩龙麟水泥有限公司生产的龙麟牌 P
13、 O4 2 5 级水泥。 粉煤灰: 福建漳州后石电厂生产的 I I 级粉煤灰。 矿粉: 三钢集团( 龙海) 矿微粉有限公司生产的 $ 9 5 级矿渣粉。 碎石: 海沧顺信建材厂反击破生产的花岗岩碎石。 人工砂 : 选用 厦门市海沧区路营建筑材料经营部生产的人工砂 , 性能指标见 表 1 。 石粉: 用 0 0 7 5 ton i 筛将人工砂中的石粉筛出。 减水剂: 福建 科之杰新材料有限公司生产 P o i n t S改性缓凝高性能减水剂 收稿 日期 :2 0 1 1 - 0 3 1 8 基金项目:厦门市科技计划项目( 3 5 0 2 z 2 0 1 0 0 0 4 4 ) ; 建设部标准编制
14、项目( 建标 2 0 1 0 1 4 3 r ) 1 0 2 表 1 人工砂的物理性能指标 1 2 原材 料预 处理 通过前课题组参与行业标准 人工砂混凝土应用技术规程 验证试验中关于人工砂 MB值和石粉含量的相关性试验研究 表明, 表明若将 MB值降低至 1 0时, 石粉中以粉为主, 含泥量 低, 即使石粉含量达到 1 5 , 人工砂的泥含量仍控制在现行 国 家标准规范规定的限额内。 通过对人工砂进行清洗, 来控制不同 石粉含量人工砂的 MB值。 人工砂 MB值测试方法按现行行业 标准 J G J 5 2 ( 普通混凝土用砂 、 石质量及检验方法标准 的规定 对不同石粉掺量的人工砂的 MB值
15、进行测试, 测试结果见表 2 。 表 2 人工砂的 MB测试 结果 从表 2人工砂的 MB测试结果看出, 洗过的人工砂 , 石粉 含量达到 1 5 时, MB I , 人工砂的含泥量较低 ; 未洗过的人工 砂, 石粉含量达到2 时, MB1 , 石粉含泥量较高。 1 3 试 验 设计 前期探索性试验研究表明石粉含量对混凝土和易性的影 响随胶凝材料用量、 人工砂 MB值不同而不同。 本次试验以胶凝 材料用量、 石粉含量、 人工砂 MB值为主要影响因素, 研究各因 素对人工砂 自密实混凝土自密实性能影响, 以期提出用于配制 自密实混凝土的人工砂技术指标O 通过采用响应面分析法, 以 自密实混凝土拌
16、合物性能 时间为响应值, 用 D e s i g n E x p e 7 0 表 3人工砂 的自密 实混凝 土验证试验 表 4 人工砂 自密 实混凝土验证试验基准配合比 含量、 MB值对自密实混凝土拌合物填充性能的影响, 试验方案见 表 3 。 本次试验混凝土基准配合比见表 4 , 为保证人工砂 MB符合 要求, B Z Y A K J 系列试验采用洗过的人工砂, 保证人工砂 MB I ; B Z Y B K J 系列试验采用未洗过的人工砂 , 保证人工砂 MB1 。 2 结果分析与讨论 2 1 试验结果分析 石粉含量对人工砂的自密实混凝土 自密实混凝土性能的 的 Hi s t o ri c
17、a l D a t a 设计建立响应曲面模型, 来研究人工砂石粉 影响试验验证结果见表 5 6 。 表 5洗过人工砂的 自密实混凝土验证试验结果 注 : 经检测 , 厦门地 区 9月矿渣粉 2 8 d强度全部均偏低 , 本次试验主要针对 自密实混凝土工作性开展 的验证试验 。 从表 5和图 1中分析人工砂 MB I自密实混凝土样品的 人工砂中石粉含量为 8 1 2 时, 所配制中强度等级人工砂自 自密实性能测试结果可知 , 当胶凝材料 4 8 0 k g m3 、 人工砂中石 密实混凝土均能满足自密实性能要求。 人工砂中石粉含量 1 2 粉含量为 1 0 1 5 时 , 所配制的低强度等级人工
18、砂 自密实混 时, 由于石粉含量过多 , 拌合物的需水量增加 , 使混凝土拌合物 凝土具有 良 好的自密实性能。 由于低强度等级人工砂 自密实混 较黏,但其性能仍能符合自密实混凝土 自 密实性能的要求 。 当 凝土所用胶凝材料较少, 石粉一方面提高了混凝土中细粉组成 胶凝材料 5 3 5 k g ma 人工砂中石粉含量在 6 8 时, 所配制人 含量增加浆体量 , 另一方面石粉中细小的球形颗粒产生的滚珠 工砂自密实混凝土具有 良好的自密实性能。 人工砂中石粉含量 作用, 减少了人工砂因颗粒粗糙、 尖锐多棱角引起流动相互摩 8 时, 人工砂 自密实混凝土拌合物较黏 , 但其性能仍能符合 自 擦引
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