石粉对水泥湿堆积密度和混凝土性能的影响.pdf
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1、第 3 O卷第 6期 2 0 0 8年 1 2月 重 庆 建 筑 大 学 学 报 J o u r n a l o f C h o n g q i n g J i a n z h u Un i v e r s i t y Vo I 3 0 No 6 De e 2 0 08 石粉对水泥湿堆积密度和 混凝 土性 能的影响 王 雨利 , 周 明凯 , 李北星2 , 管学茂 , 杨 雷 ( 1 河南理工大学 材料科学与工程学院 河南焦作4 5 4 0 0 0 ; 2 武汉理 工大学 硅酸盐工程 中心教育部 重点 实验室 , 武汉4 3 0 0 7 0 ) 摘 要 : 石灰岩 机 制砂 的用 量越 来越
2、大 , 相应 地 , 它的 副 产 物石 灰 岩 石粉 也 越 来越 多 。如 果 不 能合 理 地将 石 粉 加 以利 用 , 势 必 给 环 境 造 成 很 大 的 负 担 。 以 石 粉 做 矿 物 掺 合 料 取 代 水 泥 为 研 究 目 的 , 对 比 了在 0 、 1 0 、 1 5 、 2 0 时的 比例等 质 量取代 水 泥 , 对混 凝 土 工作 性 能 、 抗 压 强 度 扣抗 渗 性 能 的 影 响 , 得 出 石 粉 取 代 水 泥 的 比 例 为 1 O 左 右 时 , 对 混 凝 土 的 性 能 有 较 好 的 改 善 作 用 。 通 过 测 其 石 粉 和 水
3、泥 混 合 后 的湿堆 积 密度 , 得 出石粉 的质 量 比为 1 O 时 , 二 者的 密 实度 最 大 。表 明石 粉做 掺 合料 时 , 可通 过二 者 混 合 后 密 实度 的 变化 来 判 断 二 者 的 最 佳 比 例 。 关键 词 : 石灰 岩石粉 , 掺 合料 , 混凝 土 , 湿堆 积 密度 中图分类号: TU5 2 8 0 4 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 6 7 3 2 9 ( 2 0 0 8 ) 0 6 0 1 5 1 0 4 Ef f e c t s o f S t o ne Po wd e r o n W e t Pa c k i n g De
4、 ns i t y o f Ce m e nt a n d Pe r f o r ma nc e s o f Co nc r e t e W ANG Yu l i ,ZHOU M i n g ka i ,LI Be i x i n g , GUAN Xu e ma o ,YANG Le i ( 1 Fa c u l t y o f Ma t e r i a l s S c i e n c e a n d En g i n e e r i n g,He n a n P o l y t e c h n i c Un i v e r s i t y ,J i a o z u o He n a n ,
5、4 5 4 0 0 3,Ch i n a;2 Ke y L a b o r a t o r y o f S i l i c a t e M a t e r i a l s S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g o f M i n i s t r y o f Ed u c a t i o n ,W u h a n Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y ,W u h a n ,H u b e i ,4 3 0 0 7 0, Ch i n a ) Ab s t r a c t Th e a mo u n t
6、o f l i me s t o n e p o wd e r ,wh i c h i s a b y - p r o d u c t o f ma n u f a c t u r e d f i n e a g g r e g a t e ,i s l a r g e r a n d l a r g e r wi t h t h e i n c r e a s e o f ma n u f a c t u r e d f i n e a g g r e g a t e En v i r o n me n t wi l l b e s e v e r e l y p o l l u t e d
7、 i f t h e p o wd e r i s i mp r o p e r l y u s e d Th e e f f e c t s o f l i me s t o n e p o wd e r o n wo r k a b i l i t y ,c o mp r e s s i v e s t r e n g t h,a n d i mp e r me a b i l i t y o f c o n c r e t e we r e s t u d i e d wh e n c e me n t i S s u b s t i t u t e d f o r t h e ma s
8、 s p r o p o r t i o n o f 0,1 0,1 5,2 0 p e r c e n t wi t h i t Th e r e s u l t s s h o w t h a t t h e p e r f o r ma n c e s o f c o n c r e t e a r e b e t t e r i mp r o v e d wh e n t h e p e r c e n t a g e o f l i me s t o n e p o wd e r i S a b o u t 1 0 p e r c e n t Th e we t p a c k i
9、n g d e n s i t y o f mi x t u r e o f l i me s t o n e p o wd e r a n d c e me n t wa s me a s u r e d,a n d i t s ho ws t h a t t h e d e g r e e of de ns i t y wa s b i g ge s t wh e n l i m e s t o ne po wde r i s 1 0 pe r c e nt Th i s s ho ws t h a t t h e be s t mi x i n g p r o p o r t i o n
10、 o f l i me s t o n e p o wd e r a n d c e me n t ma y b e d e t e r mi n e d t h r o u g h me a s u r i n g t h e c h a n g e o f c o mpa c t n e s s o f mi x t ur e o f l i m e s t o n e p o wde r a nd c e me n t Ke y wo r d s :l i me s t o n e p o wd e r ;mi n e r a l a d mi x t u r e ;c o n c r
11、e t e ;we t p a c k i n g d e n s i t y 从 2 0世纪 6 O年代 , 云、 贵等砂少石多地 区, 开始 用生产碎石 的副产品石屑配制水泥砂浆和低强度等级 混凝土l 1 。到了 2 0世纪 9 0年代 , 京 、 津 、 沪、 渝 、 湖北 、 河南 、 山东等省市, 也相继出现以机制砂代替天然砂配 制混凝土 , 在实际工程 中应用, 并取得 了较好的经济效 益和社会效益l 2 。从贵州等地机制砂生产的大致情况 来看 , 未经处理的机制砂石粉 ( 粒径小 于 7 5 m 的颗 粒) 含量一般 为 1 0 1 5 9 6 3 , 这远大于规范 中规定 的
12、含量 。因此 , “ 多余” 的石粉要采取筛分、 水洗或这两种 工序同时来除去。据估计, 在美国, 每年有四十亿吨的 石粉被堆积在采石场 附近 , 而且石粉的数量会 因机制 砂生产量的增加而持续增加 , 久而久之 , 会造成很大 的 环境污染H J 。 因此, 如何合理有效的利用这些大量 的“ 多余” 石 粉 , 已成为摆在我们面前一个亟待解决的难题 。为 了 控制和提高机制砂混凝土的性能 , 许 多专家对机制砂 * 收稿 日期 : 2 0 0 8 - 0 7 - 2 0 基金项目: 博士基金( B 2 o o 8 4 8 6 4 8 2 5 9 ; 西部交通建设科技项目( 2 0 0 3 3
13、 1 8 8 1 1 0 6 ) 作者简介 : 王雨利( 1 9 7 5 一 ) , 男 , 副教授 , 博士 , 主要从事新 型建筑 材料研究 。( E - ma i l ) wa n g y u l i 7 5 1 2 6 c o rn 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 5 2 重 庆 建 筑 大 学 学 报 第 3 0卷 的最佳石粉含量进行过研究L 5 。对于石粉做掺合料 的研究 , 重庆大学 的陈剑雄教授 8 采用 P 05 2 5 R水 泥和比表面积为 1 3 0 0 0 e m g的石粉 , 通过对抗压强 度的测 试 得 出石粉 的最佳 取 代量
14、为 1 0 。张永 娟 等 9 对不同细度 的石粉做过水泥胶砂试验研究 , 也得 出石粉做掺合料时最佳掺量为 5 1 0 。但就石粉 做掺合料时最佳含量确定的机理却很少见报道。 为了揭示石灰岩石粉做掺合料 时, 对混凝土性能 影响的机理 。通过测试石粉和水泥在不同比例时的湿 堆积密度, 计算 了二者混合后 的填充率 和空隙率 e ( e 一 1 一 ) 。 1 原材料及 测试 方法 1 1 原 材料 1 1 1 水 泥 本 次 试 验 采 用 的 水 泥 为 华 新 堡 垒 P 03 2 5 , 密度为 2 9 6 g c m。 。P 03 2 5水泥的主 要性能指标见表 1 。 表 1 华新
15、 P 0 3 2 5 级水 泥性 能指标 1 1 2 石 粉 采 用福 刚 风选 石 粉, 密 度为 2 6 9 CI TI 。 ,8 0 m筛余为 5 2 , 比表面积为 2 8 6 3 C I T I g 。 1 1 3 骨料细骨料是湖北省 恩施市福刚砂石料厂 的水洗机制砂, 主要性能指标( 表 2 ) 。 粗骨料采用湖北省恩施市福刚碎石厂 5 2 5 mm 连续级 配碎 石 。 1 1 4 减水剂 采用武汉浩源 F D N 一 9 0 0 0缓凝 高效 减水剂 。 表 2 福 刚水 洗 机 制砂 的 主 要 性 能 指标 项 目 g c m-。 亚 M B 甲 蓝 琴 压 碎 值 指标
16、s 。 z e 。 s 。 s 一。 s z 1 2测试 方 法 1 2 1 坍 落度和抗压强度 依据 中华人 民共和 国行 业标准 J T E 3 O 一 2 0 0 5 公路工程水泥及水泥混凝 土 试 验规 程 1 2 2湿堆积密度的试验试验仪器 : 1 0 0 ml 的容 器 , 精度为 0 1 g的电子称 , 水泥净浆搅拌机, 小刀。 T r ms p mc I 一 一 ! L ( 1 ) t + m。 。 + m Oma x 式中: m 为水泥的质量 ; m 。 为石粉的质量 ; 为水的 质量 ; 为水泥浆的最大容重 ; p c 为水泥的密度 ; p s 为石粉 的密 度 。 试验方
17、法: 固定粉体 的质量 5 0 0 g , 采用 0 、 5 9 6 、 1 O 、 1 5 、 2 0 、 3 O 不同的比例用石粉等量取代水 泥。其试验过程与 水泥标准稠度用水量 、 凝结时间、 安定性检验方法 ) G B T1 3 4 6 -2 0 0 1中标 准稠度用水 量的测定方法相 似。通过调节用水量 , 测试不 同浆体 的容重 , 记 录获 取浆体 的最 大容 重 时 的用水 量 m , 采用公式 1 计算填充率 。公式 2 计算空隙率 e 。 空隙率 e 采用公式 2计算 。 e一 1一 ( 2 ) 1 。 2 3 混凝土 NE L氯 离子扩散 系数 法快速 试验采 用清华大学
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