石粉細(xì)度對水泥性能的影響研究

支登有

摘要：研究了石粉細(xì)度對水泥性能的影響，測試了摻入不同細(xì)度石粉的水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度和凝結(jié)時(shí)間、水泥凈漿流動(dòng)度和水泥膠砂強(qiáng)度。結(jié)果表明，與低細(xì)度的石粉能夠降低水泥標(biāo)稠，延緩水泥凝結(jié)，細(xì)度增加水泥需水增加，凝結(jié)時(shí)間變短;適當(dāng)細(xì)度石粉能夠提高水泥凈漿流動(dòng)性，對水泥長期強(qiáng)度發(fā)展有利，石粉過細(xì)會(huì)增大水泥強(qiáng)度倒縮的風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：石粉細(xì)度;凝結(jié)時(shí)間、流動(dòng)性;強(qiáng)度

中圖分類號：TU755.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674—3024（2019）06—0131—02

前言

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的推進(jìn)，天然砂資源日趨緊張，機(jī)制砂也廣泛應(yīng)用于混凝土生產(chǎn)中，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，機(jī)制砂的應(yīng)用不可避免的引入石粉，關(guān)于石粉對水泥混凝土的影響，專家作者做了大量卓有成效的工作，主要集中在石粉作為混凝土礦物摻和料方面，對石粉細(xì)度的變化引起的水泥及混凝土性能的影響并未充分關(guān)注，需要更多研究。本文通過粉磨獲得不同細(xì)度的石粉，研究了石粉細(xì)度對水泥性能的影響，以期為石粉應(yīng)用提供理論和實(shí)踐參考。

1 原材料與試驗(yàn)方法

1.1 原材料

（1）?水泥為市售P.042.5水泥，水泥的性能指標(biāo)分別見見表1。

（2）?石粉：將石灰石破碎后經(jīng)球磨機(jī)粉磨去除雜質(zhì)后獲得三種不同細(xì)度的石粉，分別為350m²/g、500m²/g、700m²/g。

（3）?外加劑采用聚羧酸減水劑，減水率為23%，推薦摻量為0.5%—2.0%。

1.2 試驗(yàn)方法

（1）?水泥凝結(jié)時(shí)間按照GB/T1346—2011《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》進(jìn)行測試。

（2）?根據(jù)GBT8077—2012《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》，稱取300g水泥，87g水，加入指定摻量的外加劑進(jìn)行水泥凈漿流動(dòng)度試驗(yàn)。

（3）?水泥膠砂強(qiáng)度測試按照GB/T17671—2005水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法），成型40mmx40mmx160mm的試件，覆膜養(yǎng)護(hù)至1d后拆模，放置養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，測試指定齡期的抗折和抗壓強(qiáng)度值。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 石粉細(xì)度對水泥標(biāo)稠和凝結(jié)時(shí)間的影響

將三種不同細(xì)度的石粉同質(zhì)量取代水泥20%，記為S—350、S—500、S—700，未摻石粉組為S—0，研究石粉細(xì)度對水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量和凝結(jié)時(shí)間的影響，測試結(jié)果見表2。

表2結(jié)果顯示，石粉的加入對水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量因細(xì)

度變化而有所不同，當(dāng)細(xì)度與水泥相當(dāng)時(shí)，由于石粉取代部分水泥降低水泥水化需水量，進(jìn)而使得標(biāo)準(zhǔn)稠度略有降低，石粉細(xì)度增加，比表面積增大，對水分需求增加，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量也有所增加。

凝結(jié)時(shí)間方面，石粉比表面積較小時(shí)，由于單位面積水泥顆粒減少，初凝時(shí)間和終凝時(shí)間都有所延長，當(dāng)石粉比表面積達(dá)到700m2/g，由于石粉大量吸收水分，水泥水化需要的用水量減少，使得水泥凝結(jié)時(shí)間變短。

2.2 石粉細(xì)度對水泥流動(dòng)性的影響

測試了不同細(xì)度的石粉對水泥流動(dòng)性的影響，結(jié)果見圖1。

圖1的結(jié)果顯示，當(dāng)石粉比表面積在350m/g、500m²/g時(shí)，外加劑摻量增加水泥凈漿流動(dòng)度相比未摻石粉者明顯提高，這是因?yàn)檫m當(dāng)細(xì)度的石粉能夠產(chǎn)生微集料效應(yīng)，增加水泥漿體的流動(dòng)性，當(dāng)石粉細(xì)度進(jìn)一步增加至700m/g，石粉包裹水分的能力提高，石粉比表面積大，對外加劑形成吸附，使得水泥凈漿流動(dòng)性降低。

2.3 石粉細(xì)度對水泥強(qiáng)度的影響

力學(xué)性能是水泥制品和混凝土實(shí)體最重要的指標(biāo)之一，石粉細(xì)度的變化必定對水泥強(qiáng)度產(chǎn)生影響，固定石粉在水泥中摻量20%，水灰比為0.3，調(diào)整外加劑摻量使得水泥膠砂流動(dòng)度為180±5mm，成型后24h后拆模，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，測試相應(yīng)齡期的水泥膠砂強(qiáng)度，結(jié)果見圖2。

圖2的結(jié)果顯示，摻人石粉后水泥砂漿早期抗壓強(qiáng)度都有所下降，這是因?yàn)槭鄣募尤虢档土怂嘤昧?，早期水化生成的鈣礬石和水化硅酸鈣較少，增強(qiáng)組分降低，隨著水化的深入，石粉的填充作用和誘導(dǎo)成核作用使得水泥致密度提高，水泥強(qiáng)度提高。石粉細(xì)度大，對水泥的填充作用增強(qiáng)，早期抗壓強(qiáng)度高于低細(xì)度石粉，但可以看出500m/g、700m²/g的石粉60d強(qiáng)度相對倒縮，這可能因?yàn)槭奂?xì)度增加，對水泥水化形成的阻礙增加[5]，水泥石內(nèi)部缺陷增多，強(qiáng)度下降。

3 結(jié)論

（1）?石粉細(xì)度增加，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量增加，石粉比表面積較低時(shí)，初凝時(shí)間和終凝時(shí)間都有所延長，石粉細(xì)度增加使得水泥凝結(jié)時(shí)間變短。

（2）?適當(dāng)細(xì)度的石粉能夠產(chǎn)生微集料效應(yīng)，增加水泥漿體的流動(dòng)性，當(dāng)石粉細(xì)度進(jìn)一步增加，水泥凈漿流動(dòng)性降低。

（3）?石粉的加入使得水泥砂漿早期強(qiáng)度下降，后期強(qiáng)度發(fā)展較快，石粉細(xì)度增加，28d以前強(qiáng)度提高明顯，60d強(qiáng)度有所下降。

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