石粉掺量对轨枕混凝土力学性能的影响_李尧.pdf
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1、 :石粉掺量对轨枕混凝土力学性能的影响李尧,刘振朝,夏京亮,任龙芳,王晶(中国路桥工程责任有限公司,北京 ;中国建筑科学研究院有限公司,北京 )摘要:针对目前干硬性轨枕混凝土生产过程中,因浆体量不足造成的外观质量问题,研究采用机制砂石粉作为矿物掺合料,提高混凝土浆体数量。对此,通过混凝土的工作性能试验,不同养护机制下混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量试验,研究了在不同养护机制下,不同掺量石粉对轨枕混凝土力学性能的影响。结果发现,石粉的掺加改善了轨枕混凝土的工作性,降低其干硬性;标准养护下,的石粉掺量对混凝土的早期性能有一定的增强作用;蒸汽养护下,石粉掺量提高了混凝土早期劈裂抗拉强度,而对于
2、混凝土抗压强度、弹性模量,各掺量石粉均对其产生不利影响。关键词:轨枕混凝土;机制砂;石粉;矿物掺合料;力学性能 ,(,;,):,;,;,:;收稿日期:作者简介:李尧(),助理工程师 :混凝土轨枕是铁路轨道系统的重要承重部件,是我国铁路上一项广泛使用的水泥基材料。目前,我国混凝土轨枕大多数是以优质粉煤灰作为掺合料的干硬性混凝土,其构件具有尺寸准确、强度高、高效率等优点,但在生产过程中容易出现由于浆体量少对骨料包裹不足造成的边角脱落、色差明显等外观问题。近年来,由于河砂等天然砂短缺,机制砂已经成为其不可或缺的替代品。在机制砂破碎生产过程中,伴随着相当数量粒径小于 的细粉,即石粉。为慎重起见,一些工
3、程将机制砂石粉认同为泥粉,导致石粉在采石场的堆积达数千万吨。研究发现,石粉作为混凝土矿物掺合料具有巨大潜力。宋小兵等认为,石粉和粉煤灰复掺可有效改善浆体的工作性能,同时对混凝土抗冻性能影响较小。李北星等研究发现,石粉部分取代粉煤灰作为混凝土矿物掺合料是完全可行的,石粉对混凝土强度影响与等量粉煤灰效果相当。等认为石粉含量在 以内时,有利于混凝土后期抗压强度的增长。冷冬等在使用石粉作为掺合建材世界 年第 卷第期料制备轨枕混凝土时,其轨枕静载试验均合格,且含量在 时,轨枕颜色均匀、外观良好。该文考虑采用石粉作为轨枕混凝土矿物掺合料提高混凝土浆体量,在改善轨枕外观的基础上,研究石粉部分取代粉煤灰对轨枕
4、混凝土的工作性能及力学性能的影响。试验原材料)水泥采用拉法基 水泥厂生产的 和 水泥,生产执行的标准为 ,性能见表。表试验用水泥性能水泥强度等级比表面积()凝结时间 初凝终凝抗折强度 抗压强度 )粉煤灰采用印度级粉煤灰,细度(筛余量),需水量比为,烧失量。)机制砂采用 料场生产的机制砂。为对比石粉含量对混凝土性能的影响,采用三种不同石粉含量的机制砂,石粉含量分别为、,值均小于,吸水率,级配见图。)碎石采用 料场生产的 连续级配碎石,岩性为玄武岩,母材强度 ,碱活性合格(砂浆棒膨胀率),吸水率,压碎值,表观密度 ,堆积密度 ,针片状含量,级配见图。)减水剂采用聚羧酸系高性能减水剂(标准型),减水
5、率,含气量,固含量。)水试验用水采用 湖水,值为。)石粉石灰石粉,碳酸钙含量,细度,活性指数为,为,流动度比 。试验混凝土配合比设计混凝土强度等级为 ,研究在不同养护机制下,机制砂石粉取代粉煤灰对轨枕混凝土力学性能的影响,其配合比如表所示。胶凝材料由水泥、粉煤灰、石粉组成,粉煤灰和石粉总掺量为,石粉替代粉煤灰,掺量分别为、,水胶比保持不变,减水剂总掺量为胶凝材料质量的。建材世界 年第 卷第期表不同石粉掺量混凝土配合比()序号水泥粉煤灰石粉砂碎石水减水剂 试验方法混凝土的工作性能按照 普通混凝土拌和物性能试验方法标准 进行测试,其中增实因数按照 进行测试;混凝土的力学性能按照 普通混凝土力学性能
6、试验方法标准 分别测试在标准养护和蒸汽养护机制下,混凝土试件、抗压强度、劈裂抗拉强度、静力受压弹性模量。蒸汽养护制度见表。表蒸汽养护制度静养时间升温速度()恒温时间恒温温度降温速度()结果与分析石粉掺量对轨枕混凝土工作性能的影响表为不同石粉掺量对轨枕混凝土工作性能的影响,由表可知,除 外,不同石粉掺量取代粉煤灰后,混凝土的工作性能均符合 对轨枕混凝土的要求(轨枕混凝土增实因数规定为 ;含气量在)。此外,随着石粉掺量的不断增加,粉煤灰含量的不断减少,轨枕混凝土的增实因数及含气量均呈现出逐渐减小的趋势。当混凝土中不含石粉时,此时混凝土增实因数为,含气量为;当混凝土矿物掺合料中石粉全部取代粉煤灰时,
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