石灰石粉对混凝土性能影响的试验研究

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暂时,混凝土做为最首要的建造材料,在衡宇建造和公路建立中的需要量均庞大。华夏的石灰石矿产资本丰裕、代价廉价,是一种首要的用于混凝土临盆的材料。石灰石粉做为石灰石临盆加工中的副产物,若对其管教欠妥,不但形成资本的滥用,还会引起处境浑浊。如安在混凝土临盆中掺入石灰石粉已成为混凝土钻研的首要课题。

关于石灰石粉在混凝土中的运用,一些学者做了洪量钻研,得出很多值得效仿的论断。武会强[1]将石灰石粉用于自密实混凝土中,钻研其对沙浆强度、震动性及孔机关的影响。马烨红[2]等人钻研了部份水泥被石灰石粉代替后混凝土的劳动机能。在混凝土中掺加适当的石灰石粉,能够使混凝土的泌水率低落,且坍落度损失也随之低落。曹鹏飞[3]等人发觉,石灰石粉代替水泥5%~15%时能显然提升混凝土的初期强度、保水性和粘聚性。黄汉洋[4]等人指出,石灰石粉具备很好的孔隙填假冒用,能够低落混凝土的干枯萎缩,对混凝土抗冻非常有益。Tsivilis[5]等人的钻研完毕声明:石灰石粉在掺量为5%~15%时会低落混凝土的抗浸透性,提升混凝土抗冻机能。邓德华[6]等人开展了在常温下水泥胶砂试件中掺入石灰石粉抗硫酸盐腐蚀的实验。实验完毕声明:在沙浆或混凝土中掺入石灰石粉,在温度不高时会生成石膏,硫酸盐处境会致使混凝土体积膨胀和开裂,使其抗压机能低落。

石灰石粉的关联钻研召集于机关混凝土,鲜有道路混凝土方面的运用钻研。水泥混凝土路面做为华夏首要的路面机关形势,运用极其普遍。道路混凝土需完备优秀的抵御干湿、冻融轮回影响的才力。若将石灰石粉运用于道路混凝土中,对提升水泥路面的经久性和抗冻性有益,关于其在道路混凝土的推行运工具备首要意义。做家拟经过石灰石粉对混凝土多项机能的一系列实验钻研,把握其对混凝土的影响规律,为进一步钻研和运用供应科学根据。

1原材料及实验办法

1.1原材料机能

水泥为P.O42.5级平常硅酸盐水泥,其物理机能目标见表1。粗骨料采用5~25mm连结级配碎石,压碎目标5%,含泥量0.44%,针片状含量3.6%,表观密度1.83g/cm3。细骨料为细度模数2.6的中砂,级配优秀,含泥量1.9%,聚集密度1.g/cm3,表观密度2.g/cm3。石灰石粉机能目标:细度12%,45μm筛余量16.30%,比表面积10.3m2/g,表观密度2.56g/cm3,烧失量4.97%。外加剂操纵PCA聚羧酸系高机能减水剂,减水率26.7%,含胸怀2.3%;水采纳自来水。

1.2合营比策画

本实验采纳C35混凝土的合营比,石灰石粉掺量为0%,5%,10%,15%和20%。按关联模范请求,制备混凝土试件,混凝土合营比策画见表2。每组制备3个试件,并在准则前提下保护。

2混凝土强度实验

2.1石灰石粉对混凝土抗压强度的影响

根据《平常混凝土力学机能实验办法准则(GB/T-)》[7],探讨不同石灰石粉掺量对不同龄期混凝土抗压强度的影响。采纳混凝土强度实验衡量混凝土试件立方体抗压强度,本实验中采纳不同掺量的石灰石粉等量代替水泥,钻研掺量对混凝土3,7,28和56d抗压强度的影响。石灰石粉掺量为0%,5%,10%,15%和20%,衡量各组试件的立方体抗压强度,实验完毕如图1所示。

从图1中能够看出,石灰石粉掺量对混凝土的抗压强度有着直接的影响。石灰石粉对混凝土初期强度的增加有益。石灰石粉掺量由0%增进至10%的历程中,混凝土的3d抗压强度由25.6MPa增进至35.7MPa,混凝土的7d抗压强度由32.2MPa提升到45.0MPa。但石灰石粉掺量高出10%后,混凝土的3d和7d抗压强度增幅很小。混凝土的28d抗压强度与56d抗压强度变动规律一致。跟着石灰石粉掺量的增进,混凝土的抗压强度显现单峰变动规律。石灰石粉掺量由0%增进至10%的历程中,混凝土的强度获得了提升。其28d抗压强度由37.9MPa增进至52.9MPa,增幅达39.6%;其56d抗压强度也增进了14%。但石灰石粉掺量高出10%再延续增进时,混凝土的抗压强度则发端下落。其28d抗压强度由52.9MPa减小至37.5MPa;其56d抗压强度由56.9MPa减小至46.2MPa。

从表1中能够看出,石灰石粉的细度比水泥的小。当石灰石粉掺量较低时,起到肯定的填充骨架影响,有益于提升混凝土的密实度,改进级配的同时加快了初期水化,提升了混凝土初期抗压强度;但倘使石灰石粉掺量过量,则致使参加水化反响的水泥量节减,也使得混凝土级配不公道,减轻了骨架的影响,混凝土的强度会有所低落。是以,石灰石粉代替水泥量在约10%时,对混凝土初期强度的提升较显然,其28d和56d抗压强度也最高。声明:从抗压强度方面思考,石灰石粉的掺量约10%为最好。

2.2石灰石粉对混凝土抗折强度的影响

抗折强度是水泥混凝土路面的首要策画目标,本实验采纳不同掺量的石灰石粉替换水泥,钻研石灰石粉掺量对混凝土抗折强度的影响。实验完毕见表3。

从表3中能够看出,跟着石灰石粉掺量的增进,混凝土的抗折强度略有增进后发端持续下落。石灰石掺量为5%时,混凝土的抗折强度最高;石灰石掺量为10%时,混凝土的抗折强度无显然变动;石灰石掺量高出10%后,混凝土的抗折强度持续低落。关于混凝土这类抗拉机能弱的脆性材料,参预了石灰石粉后,由于石粉的颗粒较细,起到了填充孔隙、改进其配等到低落孔隙率的影响,从而提升了混凝土的抗折强度。然而掺入了过量的石灰石粉后,则会节减界面的粘结性,从而低落混凝土的抗折强度。是以,掺量小的石灰石粉不会显然改进混凝土的抗折强度,而掺量大的石灰石粉则对混凝土的抗折强度不利。

3混凝土抗冻实验

混凝土的抗冻性是混凝土在饱和水的情形下能够接管的冻融轮回的极限才力,可反响混凝土抵御处境水浸入和抵御冰晶压力的才力,是混凝土经久性的一项首要目标。水泥路面临混凝土的抗冻性请求更高[8]。本次抗冻实验根据《平常混凝土历久机能和经久机能实验办法准则(GB/T-)》[9]施行疾速冻融轮回实验,试件龄期为28d,以混凝土的品质损失和相对转动性模量做为评估目标,剖析石灰石粉掺量对混凝土抗冻性的影响。

3.1混凝土的品质损失

形成混凝土试件品质损失的原由是混凝土在冻融轮回历程中的表面剥落。在冻融轮回历程中,混凝土的品质损失越大,抗冻机能越差。在实验历程中,冻融轮回每施行25次衡量一次试件的品质,结尾,推算试件的品质损失。实验完毕如图2所示。

从图2中能够看出,混凝土的品质损失随冻融轮回次数的增进慢慢增进。石灰石粉掺量为5%和10%时,混凝土的品质损失随冻融次数的变动弧线位于准则试件下列,声明品质损失相对较少,它的抗冻机能提升了。石灰石粉掺量为5%时的混凝土抗冻性最好。混凝土的抗冻机能与其内部孔机关有着亲昵的关联。在较小的石灰石粉掺量范畴内,混凝土的抗冻机能获得了提升。其原由是:石灰石粉具备较好的填假冒用,使得强硬后的混凝土孔机关产生改动,混凝土内部更为密实,机关愈加不乱。但当石灰石粉掺量增进到15%和20%时,混凝土的品质损失随冻融次数的变动弧线位于准则试件以上,其品质损失的增进比准则试件的大很多。声明:该石灰石粉掺量下混凝土的抗冻机能显然低落。石灰石粉掺量为20%时,抗冻机能是最差的。看来,石灰石粉掺量较大对混凝土的抗冻性是无益的。

3.2混凝土转动性模量的变动

采纳《平常混凝土历久机能和经久机能实验办法准则(GB/T-)》中的共振法施行转动性模量衡量。将不同冻融次数下的转动性模量与混凝土试件的初始转动性模量的比值做为相对转动性模量。不同石灰石粉掺量的混凝土相对转动性模量随冻融次数的变动如图3所示。

从图3中能够看出,石灰石粉掺量对混凝土的相对转动性模量有影响。跟着冻融次数的增进,石灰石粉各掺量试件的相对转动性模量均慢慢低落。石灰石粉掺量为0%,5%和10%试件的相对转动性模量的变动幅度较小,石灰石粉掺量为5%的低落幅度最小,石灰石粉掺量为10%试件的低落幅度略小于准则试件的。三者冻融轮回次后,混凝土的相对转动性模量仍能坚持93%以上。而石灰石掺量为15%和20%时,试件的相对转动性模量的低落幅度较大。石灰石粉掺量为20%的试件在冻融轮回次后,其相对转动性模量仅为87.40%。从转动性模质变动来看,其抗冻机能最差。是以,石灰石粉的参预改进了混凝土的密实性。在石灰石粉掺量小的情形下,提升了混凝土的抗冻性,较大石灰石粉掺量(高出10%)对混凝土的抗冻性是无益的。

4混凝土劳动性和耐磨性实验

4.1对混凝土劳动性的影响

混凝土品质在很大水平上取决于其劳动性,同时,精良的劳动机能可放慢动工进度、改进功课前提[10]。本实验测定了不同石灰石粉掺量混凝土的坍落度,以探讨其对混凝土劳动性的影响,实验完毕见表4。

从表4中能够看出,没有掺加石灰石粉的混凝土拌杂物坍落度初值为mm,而掺加5%,10%,15%和20%石灰石粉时,坍落度的增幅离别为15.6%,30.6%,37.5%和40.6%。看来,坍落度的增幅跟着石灰石粉掺量的增从而减小。即当石灰石粉掺量抵达肯定值时,坍落度跟着石灰石粉掺量增进的幅度不显然。同时,张望混凝土的粘聚性和保水性发觉:跟着石灰石粉掺量的增进,混凝土的品质没有显然的改进;且跟着石灰石粉代替水泥掺量的增进,混凝土的品质有变差的趋向。声明:在肯定的范畴内,掺入石灰石粉能够改进混凝土的劳动机能。但跟着石灰石粉掺量的增进,对混凝土的劳动机能改进影响不显然。

石灰石粉提升了混凝土拌杂物的坍落度,增进了其震动性,其原由是石灰石粉密度小、比表面积大、表面平滑,能在水泥浆中匀称地散布,有助于混凝土震动性的增进,改进了混凝土的和易性。跟着石灰石粉掺量的增进,混凝土的震动性不再显然增进,其原由是跟着石灰石粉掺量的增进,致使包含其所需用水量的增进,从而低落了混凝土拌杂物的流变性,影响其劳动机能的提升。

4.2对混凝土耐磨性的影响

关于路面材料而言,其耐磨性也是操纵机能的一个首要方面。遵照《公路工程水泥及水泥混凝土实验规程(JTGE30-5)》测试耐磨性,钻研石灰石粉掺量对混凝土耐磨性的影响。混凝土在保护28d后施行耐磨性测试,实验完毕如图4所示。

从图4中能够看出,跟着石灰石粉掺量的增进,混凝土耐磨性先增进后减小。声明:掺入适当的石灰石粉有益于混凝土耐磨机能的提升。耐磨性在石灰石粉掺量为10%时最好;石灰石粉掺量高于15%后,耐磨性有劣化趋向。声明:最好石灰石粉掺量宜为10%,且不要高出15%。石灰石粉自己表面精细、耐磨性较好,掺入混凝土后,充足表现了微集料填充和微晶核效应[8],改进了混凝土孔机关。其磨耗值高于同龄期下平常混凝土的。石灰石粉掺量较大时,会致使混凝土级配变动。混凝土表面构造细化不利于耐磨性的提升。

5论断

将石灰石粉掺入混凝土用于水泥路面的动工,钻研石灰石粉掺量为0%,5%,10%,15%和20%的混凝土离别对混凝土的强度、抗冻经久性及劳动性等机能的影响。经过对实验完毕的剖析,得出的论断为:

(1)石灰石粉的细度比水泥的小。当石灰石粉掺量较低时,起到肯定的填充骨架影响,有益于提升混凝土的密实度;但倘使石灰石粉掺量过量,则致使参加水化反响的水泥量节减,混凝土的强度有所下落。

(2)混凝土的抗压强度跟着石灰石粉掺量显现单峰变动规律。石灰石粉对混凝土初期强度的增加有益。石灰石粉代替水泥量在约10%时,混凝土的28d和56d抗压强度最高。石灰石粉掺量小时,不会显然改进混凝土的抗折强度;而石灰石粉掺量大时,则对混凝土的抗折强度不利。石灰石粉掺量在强度方面以约10%为最好。

(3)公道的石灰石粉掺量能灵验地提升混凝土的抗冻机能。归纳混凝土的品质损失和相对转动性模量目标来剖析抗冻机能。石灰石粉代替水泥量为5%~10%时,其抗冻机能获得提升,具备优秀的抗冻经久性。

(4)掺入石灰石粉能够增进混凝土的震动性,改进混凝土的劳动机能。但跟着石灰石粉掺量的增进,对劳动机能的提升着用不显然。掺入适当的石灰石粉有益于混凝土耐磨性的提升。从劳动性和耐磨性角度思考,最好石灰石粉掺量宜为10%,且不宜高出15%。参考文件(略)(来历:《交通科学与工程》.02)

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