不同岩性石粉对混凝土性能的影响研究.pdf
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1、2 0 1 5年 第 1 2期 【总 第 3 1 4 期 ) Nu mb e r 1 2 i n 2 0 1 5 ( T o t a l N o 3 1 4) 混 凝 土 Co nc r e t e 原材 料及辅助物料 MATE RI AL AND ADM 1 NI CLE d o i : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 5 1 2 0 1 5 不 同岩性 石粉对混凝土性能 的影响研 究 李 崇智 ,张方财 ,刘雷霆 ,马健 , 葛挺 林 ( 1 北京建筑大学 土木与交通工程学院, 北京 1 0 0 0 4 4 ; 2 北京君盛混凝土制品
2、有限公司, 北京 1 0 0 0 1 2 ; 3 和创新天 ( 北京 ) 环保科技有限公司 , 北京 1 0 0 0 1 5 ) 摘要: 选取岩性不同的石灰石粉和砂岩石粉 , 按照 1 : 1 的比例组合成复合粉体, 用该粉体 以不同比例替代水泥用于配制水泥 砂浆和混凝土, 通过掺入自制的高性能聚羧酸系减水剂 P C E和黏土改性剂 S MA, 可 以很好 的改善因为复合石粉的掺人导致的 混凝土相容性问题 。 结果表明, 复合石粉掺量达到 1 0 对混凝土的工作性具有很大影响, 加入 5 的黏土改性剂 S MA, 对粉体含 量低于 1 5 的水泥净浆的流动度和经时损失都达到要求 ; 混凝土工作
3、性良好, 各龄期强度最高, 并通过对不同岩性的石粉形貌进 行分析, 初步探索石粉对混凝土影响机理。 关键词 : 聚羧酸减水剂 ; 相容性 ; 黏土改性剂 中图分类号: T U 5 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 5 ) 1 2 0 0 5 6 0 4 S t u d y o f t h e e ffe c t s o f c l a y m o d i f i e r on t h e p r o p e r t i e s o f d i ffe r e n t mu d c on c r e t e LI Ch o n g
4、 z h i , ZHAN G Fa n gc a i , U 【 ,Le i ti n g , M A J j a 刀 , GE T i n g l i n ( 1 S c h o o l o f C i v i l a n d T r a n s p o r t a t i o n E n g i n e e r i n g , B e i j i n g U n i v e r s i t y o f C i v i l E n g i n e e r i n g a n d A r c h i t e c t u r e , B e ij i n g 1 0 0 044 , C h i
5、 n a ; 2 B e ij i n g J u n s h e n g C o n c r e t e P r o d u c t s C o , L t d , B e ij i n g 1 0 0 0 1 2 , C h i n a ; 3 H a r m o n i z a ti o n a n d C r e a t i o n ( B e ij i n g ) E n v i r o n me n t P r o t e c ti o n T e c h n o l o g y C o , L t d , Be ij i n g 1 0 0 0 1 5, C h i n a )
6、Abst r a c t: S e l e c t i n g l i me s t o n e po wde r a n d s a n d s t on e p o wd e r o f d i f f e r e n t l i t h o l o g y, a c c o r d i n g t o t he r a tio o f 1 : 1 t o c o mb i n e t h e m i n t o a c o mpo s i t e p o wd e r , u s e t h e p o wd e r i n t h e p r e p a r a t i o n o f
7、 c e me n t mo r t a r a n d c o nc r e t e wi t h d i f f e r e n t p r o p o rti o n o f r e p l a c e me n t o f c e me n t , t h r o u gh a d d i n g the h i g h p e r f o r ma n c e p o l y c a r b o x y l a t e s u pe r p l a s tic i z e r PCE a n d c l a y mo d i fie r S M A, t h e c o mp a t
8、 i b i l i t y p r o b l e ms c a u s e d b y c o mp o s i t e p o wd e r i n c o r p o r a t i o n c a n b e we l l i mp r o v e d Th e r e s u l t s s h o w t h a t i t ha s a g r e a t i nfl u e n c e o n t h e c o n c r e t e wo r k wh e n t h e c o n t e n t o f c o mp os i t e p o wd e r r e a
9、 c h e d 1 0 o f c e me n t , a d d i n g 5 c l a y mo d i fie r S MA , t he i n i t i a l flu i d i t y a n d the l os s o f flu i d i t y o f t h e c e me nt p a s t e wi t h t he p o wd e r c o n t e n t l o we r t h a n 1 5 o f c e me n t c a n r e a c h r e q u i r e me n t s Co n c r e t e wo
10、r k a b i l i t y i s g o o d, t he s t r e n g th o f v a r i O US a g e i s t h e h i g h e s t An d b a s e d o n t h e po wd e r morpho l o g y o f d i f f e r e n t l i t h ol o g i c a l a n a l y s i s, a p r e l i mi na r y e x p l o r a t i o n o f t h e me c h a - n i s m o f t h e i n flu
11、 e n c e o f p o wd e r on c o nc r e t e Ke y wor ds: po l y c a r b o x y l i c a c i d wa t e r r e d u c i n g a g e n t ; c o mp a ti b i l i t y; c l a y mo d i fie r 近几年中国经济 的快速增长 , 建筑业 快速发展 , 大量 使用预拌混凝土导致砂石资源严重短缺 , 机制砂 已经是取 代天然砂用于配 制现代混凝 土 的主要材 料 , 但其 含泥量 高 , 含石粉量高 , 导致 昆 凝土坍落度损失过大 , 影响施工和 混
12、凝土的性能和质量 。 聚羧酸高性能减水剂作为一种新 型减水剂, 其减水率高, 坍落度损失较小, 绿色环保而得到 市场广泛应用 , 但由于石粉与聚羧酸高性能减水剂的相容 性问题 , 混凝土性能 与质量受到极大 的挑 战 。 有研究表 明通过聚羧酸系减水剂 的复配技术 可 以有效 的改善集料 当中黏土对 聚羧酸系减水剂 的影 响 J 。 目前 的研究主要集 中在对聚羧酸减水剂进行针对性 的分子设计 , 减少集料 的 含泥量对聚羧酸系减水剂 的分散 能力和水 泥对其 的吸附 能力的影响, 进而减少对混凝土流变性产 生的影 响 J 。 这 些研究对深人分析含泥量对 聚羧酸减水剂分散能力 的影 响及机理
13、有较好的参考作用 。 已有研究表明, 在混凝土 当中掺人石粉 已经非常成熟 , 在工 程实践 当 中也 得 到应 用 , 通过黏土改性剂对混凝土集料 当中的黏土进行 改性 , 改善其对减水剂分子 的吸附行为 , 减少其对混凝土强度的 影 响, 使得更多的含泥量高的砂石原料可以得到利用 。 本研究选取岩l生 不同的石灰石粉和砂岩石粉 , 按照1 : l 的 比例组合成复合粉体 , 将复合石粉以不同的比例掺入到混凝 土当中。 同时在混凝土 中加入 自制黏土改性剂 S MA, 研究黏 土改I生 剂对不同复合石粉含量的混凝土相关陛能的影响。 1 原材料 与试验 方法 1 1 试验原材料 ( 1 ) 水
14、泥采用金隅 P O 4 2 5 级水泥 , 其相关的化学组 成如表 1所示 : 收稿 日期 : 2 0 1 5 0 3 0 1 基金 项 目 : 北京 自然科学基金资助项 目( 2 1 1 2 0 1 2 ) ; 北京教育委员会基金资 助项 目( K M2 0 1 2 1 0 0 1 6 0 0 9) ; 北京市 属高校创 新团 队建 设与教 师职 I 发 展计划项 目( I D H T 2 0 1 3 0 5 1 2 ) 5 6 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 1 水泥 化学 组成 ( 2 ) 石灰石粉为北京市 昌平上苑石粉厂提供 。 砂岩石 粉取 自北
15、京 地 区 样 品, 经 过 筛 滤 , 供 干 , 研 磨 , 通 过 0 0 7 5 m m的筛制得砂 岩石粉作 为试 验用 掺合料 。 石粉化 学组成如表 2 所示 。 表 2石灰石粉和砂岩石粉的化学组成 ( 3 ) 自制 的聚羧 酸系高性 能减水剂 P C E和黏土改性 剂 S MA。 1 2试验 方 法 ( 1 ) 微观形貌分析 采用 V H X一 2 0 0 0 C数码显微系统对石灰石粉 C S F和 砂岩石粉 S S F 进行数码显微 拍照 , 通过 0 0 7 5 m m 的筛制 得粉料 , 分别取样 1 0 0 g , 在 8 0 c 下 干燥至恒 重 , 然后 取 5 g
16、样品置于玻璃样品座上, 获取其显微照片进行对比分 析。 扫描电镜微观形貌分 析 ( S E M) 石灰石 粉 C S F和砂 岩 石粉 S S F碎块 , 分别取样 1 0 0 g , 在 4 0下干燥至恒重 , 用 导电胶将样 品粘贴在铜质样品座上 , 真空渡金后置于 日本 产 S X一 4 0型扫描 电镜中观察试样断面微观形貌 。 ( 2 ) 水泥净浆试验 水泥 的浆 体 流 动 性 及 流 动 保 持 性 能 检 测 均 采 用 G B 5 0 1 l 9 2 o 0 3 混凝土外加剂应用技术规 范 附录 A混 凝土外加剂对 水泥 的适 应性检 测方 法 , 保证 初始流 动度 2 0
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