外掺机制砂石粉对水泥基材料流变性能的影响及机理

针对机制砂混凝土流变性能敏感性难以调控的问题,研究了机制砂中石粉含量对水泥基材料流变行为影响及其作用机理.利用XRD表征了机制砂中石粉的物相组成,通过水泥净浆流动度和砂浆扭矩参数探索了机制砂中石粉含量对水泥和砂浆流变性能的影响,并通过砂浆需水量以及石粉对外加剂的吸附性能测试研究了石粉对流变性能的影响机理.结果表明,水泥净浆流动度和砂浆扭矩随着机制砂石粉掺量的增大分别降低和增大,且石粉掺量超过10％后影响程度增加更明显.含石粉砂浆的需水量比为93％,表明水泥净浆流动度的降低并不是由于石粉消耗自由水导致的.总有机碳(TOC)测试结果表明,石粉和水泥对外加剂存在竞争吸附,水泥对聚羧酸减水剂的吸附能力更强,聚羧酸减水剂会优先吸附在水泥颗粒表面上,石粉外掺时宏观上表现出水泥净浆流动度会下降,内掺时水泥净浆流动度会逐渐增大.     

评价减水剂性能的新方法--砂浆坍落扩展度

混凝土减水剂的减水率、流化性能和最佳掺量等性能一般用水泥浆或混凝土坍落流动性能试验方法评价.应用砂浆坍落扩展度试验建立了全分散状态下, 饱和掺量概念和确认达到饱和掺量的3种典型行为泌水环, 扩展度不变和扩展度降低.通过全分散状态的确定, 比较了不同减水剂的饱和掺量、极限坍落扩展度、泌水性和扩展度随时间的损失等性能, 区别了经常混淆的混凝土减水剂饱和掺量和最佳掺量的概念.对比试验研究了3种高效减水剂在饱和掺量和坍落扩展度损失等方面的性能差异, 发现饱和掺量随水灰比减小和砂灰比增大而增加.研究表明, 砂浆坍落扩展度试验为确定满足混凝土工作性要求的减水剂最佳掺量提供了一个理论上比较完善, 试验工作简便可靠、省时省力并且节约材料的有效方法.     

铁尾矿砂砂浆力学性能和收缩性能研究

测试了铁尾矿砂的颗粒级配、细度模数、石粉含量及密度等基本性能,用铁尾矿砂取代不同量的天然砂制备砂浆,研究其对砂浆工作性能、力学性能、吸水性能及收缩性能的影响.实验结果表明:铁尾矿砂砂浆减水剂饱和掺量点与天然砂砂浆相同,铁尾矿砂砂浆流动度经时损失速度大于天然砂砂浆;铁尾矿砂的掺入会降低砂浆的流动性,增加砂浆的表观密度,提高砂浆的抗折强度与抗压强度,随着铁尾矿砂取代量增大,砂浆不同龄期的干燥收缩率显著增大.     

掺花岗岩石粉砂浆自收缩性能演变规律研究

为提高花岗岩石粉利用率,在分析粉磨时间对花岗岩石粉颗粒特征影响规律的基础上,系统研究了花岗岩石粉掺量及粉磨时间对砂浆自收缩性能的影响规律,并采用灰熵法分析了影响掺花岗岩石粉砂浆自收缩性能的主要因素,最后采用微观测试方法揭示花岗岩石粉对砂浆自收缩性能的影响机理。结果表明：随着粉磨时间增加,石粉颗粒细度逐渐增大,粒径小于10μm的颗粒含量增多,粒径大于40μm的颗粒含量降低,掺花岗岩石粉砂浆自收缩变形逐渐增大;随着花岗岩石粉掺量增加,砂浆自收缩变形呈先增大后减小的趋势;适当减小粒径小于20μm的花岗岩石粉颗粒含量,有利于提高掺花岗岩石粉砂浆的自收缩活性指数;花岗岩石粉主要通过影响砂浆内部水化产物种类及数量,进而影响砂浆自收缩变形规律。     

复合砂混凝土保坍性能的改善技术研究

研究了调整砂率及改变外加剂品种、掺量、类型等措施对复合砂混凝土保坍性能的改善效果.结果表明:选择合适的砂率能在一定程度上优化复合砂混凝土的保坍性能;掺缓释型聚羧酸减水剂能够显著改善复合砂混凝土坍落度损失大的特性,是改善其保坍性能的重要措施之一.     

石粉含量对C50花岗岩机制砂混凝土性能的影响

结合三峡翻坝江北高速公路工程建设,采用花岗岩机制砂配制预应力T梁用C50混凝土,试验研究了机制砂石粉含量在3％ ～9％ 范围变化对C50机制砂混凝土工作性能、力学性能、收缩和耐久性能的影响.结果表明,机制砂石粉含量的增加,提高了配制等坍落度混凝土所需减水剂掺量,增加了混凝土抗压强度和弹性模量,混凝土的抗折强度在石粉含量5％ 时最大.随石粉含量的增加,混凝土的早期干缩增大,后期干缩在石粉含量7％ 时最大.另外,C50机制砂混凝土的抗氯离子渗透性随着石粉含量的增加而提高,抗冻等级均超过F300,石粉含量对其抗冻性影响不明显.     

石粉含量不同时掺杂S105级矿粉对水泥基材料性能的影响

为了改善高强机制砂混凝土的工作性能并提高其抗压强度,通过比强度法以及活性效应强度贡献率,直观描述了S105级矿粉掺量变化对水泥基材料的强度贡献大小,并基于机制砂中不同石粉含量下单掺S105级矿粉和机制砂中石粉含量不变时双掺S105级矿粉与不同掺合料的试验进行分析.结果 表明,S105级矿粉掺量的增加对水泥基材料的活性效应强度贡献率有着积极的促进作用.机制砂中石粉含量为6％时,C80机制砂混凝土工作性能及强度效果最佳,增加石粉含量会使混凝土工作性能变差,强度有所下降.同单掺S105级矿粉相比,双掺S105级矿粉与微珠时早期强度先增大后减小,双掺S105级矿粉与硅灰时早期强度减小,两者28 d抗压强度最大增幅分别为11.5％、14.2％,60d抗压强度最大增幅分别为8.6％、10.7％.此外,S105级矿粉与超细矿粉双掺可能会出现混凝土强度倒缩现象.     

机制砂中绿泥岩粉含量对混凝土力学性能及耐久性的影响

采用绿泥岩粉等质量取代机制砂,研究了机制砂中绿泥岩粉含量对混凝土自收缩、抗压强度、抗氯离子渗透性以及抗盐冻等性能的影响.结果表明:石粉会增加混凝土的早期自收缩,且随石粉含量的增多混凝土自收缩逐渐增大;石粉含量小于5％时,对混凝土抗压强度的发展有利,但含量达到10％时,石粉会减缓混凝土抗压强度的发展速率;机制砂中石粉含量对混凝土的抗盐冻性能有影响,随着石粉含量的增加,混凝土表面剥蚀量先减小,后增加.     

粉煤灰部分取代石灰石粉的水泥胶砂干缩性能研究

通过测定水泥胶砂不同龄期干缩率,分别研究了石灰石粉、粉煤灰单掺以及石灰石粉和粉煤灰双掺时水泥胶砂干燥收缩性能的影响。结果表明：随着石灰石粉掺量增加,胶砂干燥收缩先增大后减小,石灰石粉掺量为10％左右时胶砂干燥收缩最大;胶砂干燥收缩随粉煤灰掺量增加先减小后增大,粉煤灰掺量10％左右时,胶砂干燥收缩最小;石灰石粉掺量一定时掺入粉煤灰可以减小胶砂干燥收缩。     

石灰石粉对水泥与高效减水剂相容性的影响

采用砂浆坍落扩展度的实验方法,通过对高效减水剂掺量的饱和点、水泥胶砂初始流动度和水泥胶砂流动度的经时损失等实验指标进行分析,评价石灰石粉对高效减水剂与水泥的相容性;并对石灰石粉改善水泥与高效减水剂相容性的原因与机理进行了理论分析.试验表明,增加石灰石粉的掺量、增大石灰石粉的比表面积,可以改善高效减水剂与水泥的相容性.     

机制砂砂浆最佳石粉掺量的研究

石粉作为机制砂制备过程中衍生的副产物,不仅能够提高浆体的和易性和密实度,还能提高砂浆的后期强度.通过研究不同砂灰比、水灰比条件下石粉掺量对机制砂砂浆工作性能和力学性能的影响,确定不同条件下石粉的最佳掺量.结果表明:综合考虑砂浆的工作性能和力学性能,砂灰比在1∶1、2∶1和3∶1时,石粉最佳掺量分别为5％、10％和15％...     

引气剂和沙漠砂对混凝土性能的影响

为探究沙漠砂替代率与引气剂掺量两者对C30混凝土的影响,将沙漠砂(6种掺量)与引气剂(5种掺量)定量组合掺入混凝土中,测定其对新拌混凝土含气量、坍落度、经1 h含气量以及28 d抗压强度的影响规律。试验结果得出:沙漠砂对新拌引气混凝土含气量有一定的抑制作用,并且随着沙漠砂替代率增加,抑制作用不断增强,但对经1 h引气混凝土的含气量影响并不明显。随着引气剂掺量和沙漠砂替代率的增加,混凝土的坍落度与28 d抗压强度均呈先增大后减小的趋势,当沙漠砂替代率为40%(质量分数)、引气剂掺量为0.002%(质量分数)时,抗压强度达到最大值。合理地将引气剂与沙漠砂组合后掺入混凝土中,其工作性能与抗压强度都会有显著提升。     

石粉含量对C45凝灰岩机制砂混凝土性能的影响

采用坍落度、振动凯氏球体试验,以及抗压强度、静压弹性模量、劈裂抗拉、混凝土表观电阻率试验,分析了石粉含量对C45凝灰岩机制砂混凝土(MSC)工作性、力学性能、抗氯离子渗透性能的影响;通过二次项式拟合分析,结合MSC与天然砂混凝土(NSC)的对比研究,给出了C45凝灰岩MSC的推荐石粉含量。结果表明:随着石粉含量的提高,C45凝灰岩MSC的坍落度、振动凯氏系数、抗压强度、静压弹性模量、劈裂抗拉强度、抗氯离子渗透性能均先增大后减小,存在最佳石粉含量;当对混凝土的要求为坍落度>100 mm、静压弹性模量>44 GPa时,C45凝灰岩MSC的推荐石粉含量为2%~5%(质量分数,下同);当对混凝土的要求为坍落度<100 mm、静压弹性模量<44 GPa时,推荐石粉含量为可放宽为5%~8%;合理控制机制砂石粉含量可以使C45凝灰岩MSC的综合性能优于C45 NSC。     

煤矸石机制砂细度模数对胶砂性能影响研究

为了将煤矸石作为机制砂合理应用,使用煤矸石机制砂,研究了煤矸石机制砂的基本性质,设计了两种水胶比,配制了8个细度模数,研究了不同水胶比下煤矸石机制砂的细度模数对胶砂性能的影响.研究表明:水灰比较低时,煤矸石机制砂的各项性能都相较于较高的水灰比都更好,尤其是在抗压强度方面.水灰比相同时,细度模数为2.7和2.8时胶砂的各...     

基于MATLAB随机试验的砂细度模数公式优化研究

细度模数是衡量砂粗细程度的重要指标。当前国标细度模数公式未涉及粒级为0.15 mm以下的颗粒,本文将粒级0.15 mm以下颗粒进一步细分为0.075~0.15 mm粒级与0.075 mm以下粒级,将这两粒级纳入细度模数公式后形成了三个新的细度模数公式。通过MATLAB软件中rand函数随机大量生成四种不同细度模数试验,结合花岗岩机制砂、凝灰岩机制砂、天然砂的筛分试验进一步验证不同细度模数公式的优劣性,在筛分的同时即可测得机制砂近似石粉含量,将近似石粉含量与标准方法测得的石粉含量进行线性回归,可拟合出两者之间的经验公式。研究表明:原细度模数公式分子上增加0.075~0.15 mm粒级颗粒筛分含量后,更有利于表征砂的粗细程度。近似石粉含量与标准石粉含量差值为1.346 6%,经SEM对不同砂样表面放大100倍后,发现砂样表面越粗糙对石粉的吸附性越大,近似石粉含量与标准石粉含量差值的波动性也越大。     

干混砂浆生产过程中几个问题的探讨

干混砂浆在与湿拌砂浆的竞争中出现一些制约行业发展的共性问题,诸如干混砂浆的离析,机制砂中石粉含量高,计量设备不完善,外加剂溶解性差,机制砂筛分系统的超径与逊径,干混砂浆搅拌的均匀性等。通过详细阐述这些影响干混砂浆快速发展的技术工艺因素,提出了干混砂浆设备供商应该努力研究的方向,同时也提供了干混砂浆生产企业可以采取的临时性措施的建议。只有这些行业共性问题的解决,才能迎来干混砂浆大面积的普及与应用,才能实现干混砂浆对湿拌砂浆的彻底取代与发展。     

砂率及机制砂特性对混凝土流动性与颗粒膜层厚度的影响

在保持混凝土胶材总量、水胶比不变情况下,设计了不同砂率、不同种类砂搭配的混凝土配合比,通过测试混凝土扩展度、扩展时间(T₅₀₀),结合浆膜层厚度(PFT)、水膜层厚度(WFT)计算,详细分析了PFT、WFT与新拌混凝土流动性的关系。结果表明,混凝土流动性受PFT和WFT的影响较大,且不同种类砂搭配制备混凝土的流动性、PFT、WFT均存在较大差异。混凝土扩展度随PFT、WFT的增加而增加,且关联度较高,T₅₀₀随PFT、WFT的增加而减少,但相关性较差。PFT、WFT的变化主要源于机制砂石粉含量、细度模数以及骨料空隙率的变化,当石粉含量过高时,虽然会引入更多浆体使PFT增加,但同时也会引起体积水胶比减小,比表面积增大,导致WFT变小,混凝土流动性反而变差。     

低粘度超高性能混凝土(UHPC)试验研究

本文研究了水胶比、骨料、硅灰、超细矿粉、减水剂类型等参数对超高性能混凝土的流动性、粘度、抗压强度和抗折强度的影响规律,给出了低粘度超高性能混凝土粘度的主要影响因素：水胶比、细骨料比例、减水剂类型,提出了适宜配合比参数范围：水胶比为0.16,硅灰掺量为15%,超细矿粉掺量为10%,细砂比例≤20%,骨料选用精制石英砂,减水剂选用降粘型液体减水剂。     

原材料对水泥砂浆性能的影响研究

水泥和砂的质量、引气剂的种类均会对水泥砂浆性能产生影响,其中水泥中高吸附性材料对制备的砂浆工作性能影响较大,需严格加以控制。不同引气剂的起泡、稳泡能力和气泡尺寸不同,对砂浆的稠度、分层度和强度会造成不同影响,采用摇泡试验可快速甑选出合适的引气剂。另外,砂的细度模数,甚至洁净程度（泥灰含量）和堆积密度也会对砂浆性能产生较大影响,在控制水泥的砂浆性能时,应验证并确保重新配制试验用砂的稳定性。     

脱硫石膏基无砂自流平砂浆的制备与性能研究

采用脱硫建筑石膏、P·O 42.5水泥、粉煤灰、石灰石超细粉以及外加剂为原料制备脱硫石膏基无砂自流平砂浆。采用正交试验确定石膏基胶凝材料的最优配合比,研究缓凝剂和纤维素醚对石膏基无砂自流平砂浆的性能影响,并利用XRD和SEM分别分析胶凝体系的水化产物和微观形貌,通过分析结果进一步研究外加剂的作用机理。结果表明:当脱硫石膏、水泥、粉煤灰和石灰石超细粉的质量比为16:1:2:1时,石膏基胶凝材料的强度最优;缓凝剂明显延长砂浆的凝结时间,但会导致砂浆产生泌水现象;纤维素醚可以提高砂浆的保水性,纤维素醚的引气作用造成砂浆强度下降。脱硫石膏基无砂自流平砂浆的性能指标满足《石膏基自流平砂浆》(JC/T 1023—2007)的要求。