含泥量對機制砂砂漿性能的影響

胡曉曼 董獻國

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

關(guān)鍵詞：含泥量；石粉；機制砂；砂漿性能

引言

在砂少石多地區(qū)，人們用機制砂代替河砂作細骨料使用。石粉是機制砂制造過程中產(chǎn)生的，與機制砂母巖礦物成分相同，適量的石粉對完善細骨料的級配，彌補混凝土工作性缺陷，提高混凝土的密實性都有益處；而泥粉是母巖在開采、破碎過程中夾帶的，其對混凝土和易性、強度、耐久性均有不良影響。因此，文章針對含泥量對機制砂砂漿性能的影響進行了試驗，以期為機制砂使用者提供相關(guān)試驗數(shù)據(jù)。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

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

表1 水泥物理性能指標

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

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（標準型），液態(tài)，外摻1.7%。

表2 機制砂和石粉物理性能指標

1.2 試驗方法

水泥砂漿抗壓、抗折強度參照GB/T17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》進行測試。砂漿試樣尺寸為40mm×40mm×160mm。

砂漿開裂采用武漢大學何真教授發(fā)明的橢圓環(huán)約束收縮開裂自動裝置[1～2]進行測試。

砂漿干燥收縮參照《水工混凝土試驗規(guī)程》（DL/T5150-2001）進行測試。

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，且對混凝土的強度、干縮、開裂、耐久性等性能產(chǎn)生不良影響，因此，本組試驗研究了機制砂中不同含泥量對砂漿開裂、干縮、強度的影響。砂漿配合比見表3。

表3 對機制砂砂漿配比（含泥量影響）

2.1 開裂時間

由表3可以看出，隨含泥量增大，砂漿的初始開裂時間減小，開裂敏感性增加。這是因為含泥量增大砂漿的需水量，在用水量相同時，砂漿比較粘稠，表3砂漿的跳桌流動度從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)，在開裂比較敏感的凝膠與骨料區(qū)域產(chǎn)生軟弱過渡層，使開裂時間隨含泥量的增大而減小，開裂敏感性增大。

2.2 收縮

含泥量對砂漿收縮性能的影響見圖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。這可能是因為含泥量增大了砂漿的需水量，在用水量一定時，砂漿比較干稠，毛細管壁負壓增大，導致收縮增加。

2.3 質(zhì)量損失

由圖2可以看出，其它條件不變時，機制砂中5%細粉全部為粘土時，質(zhì)量損失最大；粘土含量占2%，石粉含量為3%時，質(zhì)量損失最小；不含粘土，石粉含量為5%時，質(zhì)量損失介于兩者之間。 這可能是機制砂中含2%粘土和3%石粉時，毛細孔數(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，機制砂中含5%粘土時，砂漿中的毛細孔比較多，自由水的散失最多，因此質(zhì)量損失最大。

2.4 強度

按表3的配合比，機制砂砂漿7d抗壓強度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，砂漿抗壓強度依次降低，含泥量從0%增大到5%，砂漿7天抗壓強度降低了10%，28天抗壓強度降低了14%；機制砂砂漿7d抗折強度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天抗折強度降低了12%，28天抗折強度降低了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，早期抗折和抗壓強度較低，含泥量對強度的影響不明顯；后期抗壓強度比較高，含泥量的存在明顯降低了界面間的粘結(jié)力，對抗壓強度的影響比較明顯，但對后期抗折強度影響不明顯。

3 結(jié)束語

通過三組不同含泥量對機制砂砂漿開裂、收縮、質(zhì)量損失、抗壓強度、抗折強度試驗，得出如下結(jié)論：

（1）隨含泥量增大，機制砂砂漿開裂時間減短，開裂敏感性增大；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%時損失率最小。

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

參考文獻

[1]何真，李宗津，李文萊.一種橢圓環(huán)約束開裂自動監(jiān)測試驗裝置[P].中國實用新型專利，專利號：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水利科學研究院、工程師，碩士，主要從事建筑材料的檢測及研究。