含泥量對(duì)機(jī)制砂砂漿性能的影響

胡曉曼 董獻(xiàn)國(guó)

摘 要：通過(guò)不同含泥量對(duì)機(jī)制砂砂漿性能的影響，探討了含泥量對(duì)機(jī)制砂砂漿開(kāi)裂、收縮、質(zhì)量損失及強(qiáng)度的影響規(guī)律。結(jié)果表明：隨含泥量增大，機(jī)制砂砂漿開(kāi)裂敏感性增大，收縮和質(zhì)量損失增加，強(qiáng)度降低。

關(guān)鍵詞：含泥量；石粉；機(jī)制砂；砂漿性能

引言

在砂少石多地區(qū)，人們用機(jī)制砂代替河砂作細(xì)骨料使用。石粉是機(jī)制砂制造過(guò)程中產(chǎn)生的，與機(jī)制砂母巖礦物成分相同，適量的石粉對(duì)完善細(xì)骨料的級(jí)配，彌補(bǔ)混凝土工作性缺陷，提高混凝土的密實(shí)性都有益處；而泥粉是母巖在開(kāi)采、破碎過(guò)程中夾帶的，其對(duì)混凝土和易性、強(qiáng)度、耐久性均有不良影響。因此，文章針對(duì)含泥量對(duì)機(jī)制砂砂漿性能的影響進(jìn)行了試驗(yàn)，以期為機(jī)制砂使用者提供相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

水泥：合肥東華建材廠產(chǎn)P.O42.5水泥，其物理性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 水泥物理性能指標(biāo)

機(jī)制砂：廬江產(chǎn)石灰?guī)r機(jī)制砂，其物理性能指標(biāo)見(jiàn)表2。石粉為機(jī)制砂經(jīng)水洗、篩分、烘干后的石粉，外摻用于調(diào)節(jié)機(jī)制砂中的石粉含量。

外加劑：江蘇蘇博特新材料股份有限公司產(chǎn)PCA-Ⅰ型高效減水劑（標(biāo)準(zhǔn)型），液態(tài)，外摻1.7%。

表2 機(jī)制砂和石粉物理性能指標(biāo)

1.2 試驗(yàn)方法

水泥砂漿抗壓、抗折強(qiáng)度參照GB/T17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》進(jìn)行測(cè)試。砂漿試樣尺寸為40mm×40mm×160mm。

砂漿開(kāi)裂采用武漢大學(xué)何真教授發(fā)明的橢圓環(huán)約束收縮開(kāi)裂自動(dòng)裝置[1～2]進(jìn)行測(cè)試。

砂漿干燥收縮參照《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（DL/T5150-2001）進(jìn)行測(cè)試。

質(zhì)量損失率為試件干縮至規(guī)定齡期的質(zhì)量比干縮初始質(zhì)量的減小率，采用電子秤測(cè)定，即

ML=■×100%

ML-質(zhì)量損失率；m0-干燥初始的質(zhì)量；mt-t天齡期的質(zhì)量

2 試驗(yàn)結(jié)果

骨料占混凝土質(zhì)量的四分之三左右，而含泥量在骨料中比較常見(jiàn)，且對(duì)混凝土的強(qiáng)度、干縮、開(kāi)裂、耐久性等性能產(chǎn)生不良影響，因此，本組試驗(yàn)研究了機(jī)制砂中不同含泥量對(duì)砂漿開(kāi)裂、干縮、強(qiáng)度的影響。砂漿配合比見(jiàn)表3。

表3 對(duì)機(jī)制砂砂漿配比（含泥量影響）

2.1 開(kāi)裂時(shí)間

由表3可以看出，隨含泥量增大，砂漿的初始開(kāi)裂時(shí)間減小，開(kāi)裂敏感性增加。這是因?yàn)楹嗔吭龃笊皾{的需水量，在用水量相同時(shí)，砂漿比較粘稠，表3砂漿的跳桌流動(dòng)度從220mm、180mm 到160mm依次降低；且含泥量阻礙了C-S-H凝膠之間及凝膠與骨料間的黏結(jié)，在開(kāi)裂比較敏感的凝膠與骨料區(qū)域產(chǎn)生軟弱過(guò)渡層，使開(kāi)裂時(shí)間隨含泥量的增大而減小，開(kāi)裂敏感性增大。

2.2 收縮

含泥量對(duì)砂漿收縮性能的影響見(jiàn)圖1。從圖中可以看出，隨含泥量增加和石粉含量減小，砂漿干縮率增大。這可能是因?yàn)楹嗔吭龃罅松皾{的需水量，在用水量一定時(shí)，砂漿比較干稠，毛細(xì)管壁負(fù)壓增大，導(dǎo)致收縮增加。

2.3 質(zhì)量損失

由圖2可以看出，其它條件不變時(shí)，機(jī)制砂中5%細(xì)粉全部為粘土?xí)r，質(zhì)量損失最大；粘土含量占2%，石粉含量為3%時(shí)，質(zhì)量損失最小；不含粘土，石粉含量為5%時(shí)，質(zhì)量損失介于兩者之間。 這可能是機(jī)制砂中含2%粘土和3%石粉時(shí)，毛細(xì)孔數(shù)量大大減小，因此孔中自由水的散失比較少，質(zhì)量損失最小。與此相反，機(jī)制砂中含5%粘土?xí)r，砂漿中的毛細(xì)孔比較多，自由水的散失最多，因此質(zhì)量損失最大。

2.4 強(qiáng)度

按表3的配合比，機(jī)制砂砂漿7d抗壓強(qiáng)度C1、C2、C3分別為72.5MP、68.4MP、65.2MPa，28d分別為98.2MP、90.7MP、84.6MPa。從以上數(shù)據(jù)可以看出，隨含泥量的增加，砂漿抗壓強(qiáng)度依次降低，含泥量從0%增大到5%，砂漿7天抗壓強(qiáng)度降低了10%，28天抗壓強(qiáng)度降低了14%；機(jī)制砂砂漿7d抗折強(qiáng)度C1、C2、C3分別為10.0MP、9.7MP、8.8MPa，28d分別為12.4MP、11.9MP、12.2MPa，砂漿7天抗折強(qiáng)度降低了12%，28天抗折強(qiáng)度降低了1.6%左右。這主要是含泥量降低了骨料與水泥石界面間的粘結(jié)力，早期抗折和抗壓強(qiáng)度較低，含泥量對(duì)強(qiáng)度的影響不明顯；后期抗壓強(qiáng)度比較高，含泥量的存在明顯降低了界面間的粘結(jié)力，對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響比較明顯，但對(duì)后期抗折強(qiáng)度影響不明顯。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)三組不同含泥量對(duì)機(jī)制砂砂漿開(kāi)裂、收縮、質(zhì)量損失、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度試驗(yàn)，得出如下結(jié)論：

（1）隨含泥量增大，機(jī)制砂砂漿開(kāi)裂時(shí)間減短，開(kāi)裂敏感性增大；干燥收縮隨含泥量的增加而增大；質(zhì)量損失在含泥量2%、石粉含量3%時(shí)損失率最小。

（2）在強(qiáng)度方面，含泥量對(duì)抗壓強(qiáng)度和早期抗折強(qiáng)度影響明顯，對(duì)后期抗折強(qiáng)度影響不明顯。

參考文獻(xiàn)

[1]何真，李宗津，李文萊.一種橢圓環(huán)約束開(kāi)裂自動(dòng)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)裝置[P].中國(guó)實(shí)用新型專利，專利號(hào)：ZL02284045.1.

[2]Z HE，X M Zhou and Z J Li. New experimental method for studying early-age cracking of cement-based materials[J].ACI Mater J， 2004， 101（1）：50-56.

作者簡(jiǎn)介：胡曉曼（1979-），女，河南省漯河市郾城縣、現(xiàn)供職單位為安徽省·水利部淮河水利委員會(huì)水利科學(xué)研究院、工程師，碩士，主要從事建筑材料的檢測(cè)及研究。