砂石骨料石粉含量对混凝土性能的影响研究.pdf

382023年4月试验与研究江西建材砂石骨料石粉含量对混凝土性能的影响研究申明娟中铁十七局集团第五工程有限公司，山西太原030032摘要：文中选择砂石骨料石粉作为原材料，对砂石骨料石粉含量对混凝土工作性能、耐久性及力学性能影响进行了研究。检测结果表明，水泥砂浆的流动度随石粉含量的增加而降低，混凝土的干缩率随石粉含量的增加而增大，混凝土抗压强度随石粉含量的增加而升高。关键词：砂石骨料；混凝土；性能影响中图分类号：TV422文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 90（2 0 2 3）0 4-0 0 38-0 3Research on the Influence of Sand Stone Aggregate and StonePowder Content on the Performance of ConcreteShen MingjuanChina Railway 17th Bureau Group Corporation Limited,Taiyuan,Shanxi 030032Abstract:In the article,sand and gravel aggregate powder was selected as the raw material to study the influence of sand and gravelaggregate powder content on the workability,durability,and mechanical properties of concrete.The test results indicate that the fluidity ofcement mortar decreases with the increase of stone powder content,the dry shrinkage rate of concrete increases with the increase of stonepowder content,and the compressive strength of concrete increases with the increase of stone powder content.Key words:Sand and stone aggregate;Concrete;Performance influence0引言砂石骨料和石粉作为制备混凝土的原材料，是混凝土中最主要的成分之一，其含量对混凝土的性能有着重要影响，砂石骨料的质量、粒径、形状、含水率等因素会影响混凝土的强度、耐久性等方面的性能 1-2 。高质量的砂石骨料可以提高混凝土的力学性能和抗徐变性能，降低开裂和渗透性 3。而劣质的砂石骨料会导致混凝土结构的缺陷和易受损性 4-5 。砂石骨料的粒径和形状也会影响混凝土的性能。较大的骨料粒径可以提高混凝土的抗压强度，而较小的粒径则可以提高混凝土的抗拉强度。因此，对于混凝土中的砂石骨料进行质量检测非常重要。针对不同的施工环境，需要混凝土具有不同的性能，这主要是通过改变砂石骨料的配比来调整的，因此，本文就砂石骨料石粉含量对混凝土性能的影响进行研究。混凝土中砂石骨料石粉含量试验1.1试验原材料本试验旨在研究砂石骨料石粉含量对混凝土重要性能指标的影响。采用不同比例的砂石骨料和石粉，制备混凝土试块，并采用相同的养护条件。通过对试验结果的分析，探究砂石骨料和石粉含量对混凝土性能的影响规律，为混凝土制备提供科学依据。砂石骨料是混凝土中的重要组成部分之一，主要由石子和砂子两部分组成 6 。石子指包括碎石、卵石等天然矿物颗粒，通常被用作混凝土中的集料，在混凝土制备过程中可以提供一定的强度和稳定性。砂石骨料在混凝土中起到了至关重要的作作者简介：申明娟（198 6-），女，山西太原人，本科，工程师，主要研究方向为试验检测。用，是影响混凝土质量和性能的重要因素之一。砂石骨料的品质、形状和大小都会对混凝土的强度、耐久性、渗透性以及其他性能产生影响。因此，选择合适的砂石骨料、正确地进行拌合比的设计以及采用科学的制备工艺都是确保混凝土质量和性能的关键。为了确保建筑工程中可以使用质量合格的混凝土，本文将进行砂石骨料的检测试验。试验所需原材料包括砂、石子、石粉、水泥以及其他辅助材料。其中，砂石骨料的其级配应符合混凝土制备标准。石粉应根据制备要求选择不同的粒径分布。水泥应选用普通硅酸盐水泥，强度等级不小于42.5。试验方法包括制备混凝土试块、测定其抗压强度、抗拉强度和抗渗性能等指标。1.2试验方法混凝土对砂石骨料的质量有着严格要求，如果骨料未达标将会造成混凝土整体质量的下降，所以在进行砂石骨料的检测试验时，需要明确混凝土的使用需求，有针对性的展开检测试验。制备混凝土试块：根据GB/T500802016普通混凝土拌合物性能试验方法标准，采用石粉含量为0、2%、4%、6%、8%、10%的机制砂进行混凝土的配制，置于搅拌机内按照顺序依次添加细骨料、水等原材料，搅拌5 min后即可获得混凝土的拌合物，然后将其装人模具中定型。抗压强度测定：根据GB/T5008022009普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准将石粉含量为0、2%、4%、6%、8%、10%的混凝土试块进行浇注、养护。设置压力机施加的载荷速率，启动试验机进行试验。记录压力机载荷表读数和混凝土试块变形情况。计算得出混凝土的抗压强度。392023年4月江西建材试验与研究抗拉强度测定：根据GB550082021混凝土结构通用规范，将石粉含量为0、2%、4%、6%、8%、10%的混凝土试块放置在拉伸试验机的夹具中，慢速施加拉力，避免产生其他的应力状态（如剪切、弯曲等）。记录混凝土试块破坏之前中心截面受到的最大拉力，并计算混凝土的抗拉强度。抗渗性能测定：根据GB/T50081一2 0 19混凝土物理力学性能试验方法标准采用压水法测试石粉含量为0%、2%、4%、6%、8%、10%的混凝土试块抗渗性能。将混凝土试块浸泡在水中，水压从0.1MPa开始，每隔2 h增加0.1MPa水压，8 h后停止试验，记录试块水压力，即为混凝土的抗渗性能。参考相应标准展开混凝土性能测试，试验参数如表1所示。表1混凝土性能检测试验参数表试验名称检测内容试件数量试件尺寸/mm水泥拌合物的流动性试验工作性能混凝土的干燥收缩试验耐久性能128080300混凝土的抗压试验力学性能151001001002砂石骨料石粉含量对混凝土性能的影响2.1对水泥砂浆流动性的影响水泥砂浆流动性是判断混凝土工作性能的关键指标之一，主要针对6 组（0、2%、4%、6%、8%、10%）不同石粉含量下水泥砂浆的流动性进行详细分析。试验过程中，根据下式分别计算出各石粉含量下水泥砂浆的流动度。D=Q+P(1)式中，D表示水泥砂浆的流动度（mm），Q 表示砂石骨料中石粉含量（%）。根据式（1）得到砂石骨料石粉含量对水泥砂浆流动性的影响结果，如图1所示。180,160140120实测值一计算值100800246810石粉含量/%图1石粉含量对水泥砂浆流动性的影响由图1可知，当配制水量相同时，砂石骨料的石粉含量与水泥砂浆的流动度之间存在显著的线性关系，随着石粉含量的不断增加，水泥砂浆流动度呈下降状态，主要是因为砂石骨料中石粉含量越小，那么砂石骨料的表面积就越小，在配制混凝土时所需水量则越小，导致砂浆流动度越大。当砂石骨料中石粉含量为0 4%时，虽然水泥砂浆的流动性较好，但其粘聚性较差，会导致水泥浆体外溢，所以在工程施工中不建议采用石粉含量为0 4%的砂石骨料来配制混凝土。当砂石骨料中石粉含量为8%10%，甚至在10%以上时，水泥砂浆出现“干”“散”现象，其流动性较差，难以成型，所以不建议采用。而当砂石骨料中石粉含量在4%8%范围内时，配制的水泥砂浆不仅流动性较优，而且具有一定保水性，施工过程中易振捣、抹平。综上所述，石粉在砂石骨料中起着填充作用，可以有效改善水泥砂浆的骨料配比，所以在混凝土的实际配制中，需要做好砂石骨料石粉含量的检测，确保混凝土的工作性能达到最优。2.2对混凝土收缩性能的影响混凝土的收缩性能是判断其耐久性能的重要指标之一，砂石骨料中石粉含量对混凝土干燥收缩的影响主要有两个方面，砂石骨料中的石粉不仅可以提升水泥浆液的总量，从而加大混凝土的收缩力度，而且可以充分填充混凝土的孔隙，从而起到抑制混凝土收缩的作用，所以，下文将通过不同龄期下混凝土的干燥收缩率，来深人判断砂石骨料中石粉对混凝土收缩性能的影响，不同石粉含量下混凝土在不同龄期的干燥收缩率如图2所示。103d5d815d(901)%/率斯士30d64200246810石粉含量/%图2石粉含量对收缩性能的影响由图2 可知，当混凝土的龄期在5 d以内时，各石粉含量下的干燥收缩率基本一致，但随着龄期的不断增加，各石粉含量下的干燥收缩率之间差距逐渐增大，而且砂石骨料中石粉含量越大，所配制的混凝土干燥收缩率越大，也就是混凝土的干燥收缩率会随着砂石骨料石粉含量的增加而增大。2.3对混凝土抗压强度的影响抗压强度表示混凝土承受压力的大小，可以用于判断混凝土质量的好坏，所以重点研究砂石骨料石粉含量对混凝土抗压强度的影响，为避免试验结果的偶然性，综合考虑不同龄期下的混凝土抗压强度，试验结果如图3所示。455d4015d30d353025200246810石粉含量/%图3石粉含量对混凝土抗压强度的影响由图3可知，不同龄期下混凝土抗压强度的变化具有一定规律性，均随着砂石骨料石粉含量的增加而升高，且上升趋势都相同。出现这种现象主要有以下几个方面的原因：如果砂石骨料中石粉含量增多，将会导致整个混凝土制备材料的粉体量增大，进而配制出更多的水泥浆液，这样就有充足的浆体来包40行业资讯上接第34页）2023年4月试验与研究江西建材裹集料，从而提升混凝土的强度；当混凝土的水灰比一致时，砂石骨料中石粉含量越多，水泥浆液的浓度越高，其粘聚性越好，也在一定程度上增加了混凝土的强度；石粉可以有效改善砂石骨料的表面粗糙、级配不良等缺陷，以此提升砂石骨料的堆积密度，这样配制出的水泥浆液的密实度更加优越，所以成型后的混凝土抗压强度较好；如果砂石骨料中石粉的细度和水泥一致时，石粉就会发生微集料效应，对水泥水化阶段有一定加速作用，侧面提升了混凝土抗压强度。在实际的建筑工程中，不能为了提升混凝土的抗压强度，随意增加砂石骨料中石粉含量，还需综合考虑石粉含量对水泥砂浆流动性以及混凝土收缩性能的影响。3结论综上所述，以机制砂为代表的砂石骨料中的石粉含量，会对混凝土的工作性能、力学性能以及耐久性产生直接影响。如果混凝土的收缩性与抗压强度未达标，将会导致混凝土的使用寿命显著缩减。所以在建筑工程中，要提升混凝土的安全性与稳定性，确保混凝土各项指标满足施工要求，必须重视砂石骨料的检测工作，明确石粉含量对混凝土造成的不利影响，以此（2）在锂渣基水泥砂浆中掺人Na2SiO,亦可激发锂渣粉的火山灰活性，当NazSiO，掺量1%时，掺碱激发剂的锂渣基水泥砂浆在各个龄期的抗压强度均优于纯水泥砂浆及不掺NazSiO，的锂渣基水泥砂浆的抗压强度，说明碱激发对于锂渣基水泥砂浆的强度发展具有积极意义。参考文献1段亚军，向丛阳，王银，等.锂渣作为水泥混合材的研究与应用J】.中国水泥，2 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