《机制砂品质对混凝土性能的影响》范文

机制砂在铁路高性能混凝土中的应用

摘要：

铁路工程是保障人们正常出行的重要工具之一，对于混凝土材料的性能及质量要求较高。本文主要研究了机制砂高性能混凝土的拌合物性能、力学特征、抗冻性及收缩性，说明了不同破碎方式对于机制砂混凝土材料强度的影响。

关键词：机制砂材料；铁路高性能混凝土；试验设计；

将碎石粉碎加工成为机制砂能够给铁路高性能混凝土生产提供便利条件。机制砂是经过岩石开采、机械捣碎及筛选分离等过程制作的混凝土砂石材料，颗粒外表棱角较多，表面较为粗糙，光滑性较差，粉末含量较高，颗粒可能存在缺陷。因此，需要探索机制砂高性能混凝土的性能，明确其在铁路工程中的应用广度，探讨机制砂高性能混凝土材料的可行性，为制定机制砂混凝土材料提供质量依据，为铁路工程整体质量提供保障。

一、机制砂及其技术标准分析

机制砂来源于天然岩石的开采过程中，经过机械加工、筛选除尘等工艺流程之后即可获得一定粒径大小的颗粒状岩石。可以使用机制砂代替天然砂，制作细骨料材料，将其与胶凝材料、粗骨料、水及外加剂等材料充分混合起来，经过搅拌作用之后即可获得混凝土材料。在加工机制砂过程中，需要将母岩材料研磨成为粒径小于0.075mm的颗粒，使其化学成分与母岩保持一致。亚甲蓝是一种实验指示剂，可以判断机制砂中石粉的成分是否与母岩相同，判断膨胀性粘土矿物质中是否含有有害物质。在潮湿环境中，骨料可以与混凝土中的碱材料发生化学反应，促使混凝土材料膨胀，导致混凝土结构物质发生开裂，对于整体工程产生破坏。为了准确判断压碎程度，可以按照现行规定方法监测机制砂的抵抗破坏能力。国家对于建筑用砂的质量做出了准确规定，明确规定了泥块质量、氯离子含量等要求，表现出石粉对于混凝土质量的重要性。 二、机制砂分类分析

（一）按照化学成分划分

根据化学成分可以将机制砂分为三类，分别为白云岩质碳酸镁钙、石灰岩质碳酸钙、硅质二氧化硅。使用岩相法可以分析机制砂母材结构，在镜下鉴定各类机制砂的矿物组成成分及百分比，明确不同类型机制砂的构造状况及岩石组成情况。方解石呈现出不规则颗粒状，由微晶方解石和细晶方解石两种类型，微晶方解石占方解石总体的60%左右，直径大小通常小于0.01mm。细晶方解石与微晶方解石分布在相同位置，主要呈现细脉产出形状的不透明矿物质。

机制砂亚甲蓝值对混凝土有哪些不利影响

目录

前言 ............................................................................ 1

1 .亚甲蓝法测试原理 ............................................................. 1

2 .亚甲蓝值的影响因素 .......................................................... 2

3 .亚甲蓝值对混凝土工作性的影响 ................................................ 3

4 .亚甲蓝值对混凝土强度的影响 .................................................. 3

5 .亚甲蓝值对混凝土碳化的影响 .................................................. 4

6 .亚甲蓝值对混凝土塑性开裂的影响............................................... 4

7 .亚甲蓝值对混凝土抗冻性的影响 ................................................ 5

前言

机制砂在生产过程中不可避免地含有一些粒径小于75μm的细粉颗粒，这些细粉颗粒既可能是和母岩相同的石粉，也可能是被破碎的岩层表面黏土矿物。黏土具有较大的比表面积、较强的吸附能力和亲水性，在混凝土中会吸附拌和水和减水剂，降低混凝土的工作性及其保持性能。同时，黏土包裹在骨料表面也会影响水泥与骨料的粘结，弱化浆■骨界面，最终对混凝土的强度和耐久性造成不良影响。此外，黏土还具有吸水膨胀、失水干缩的特性，故而会在硬化水泥基体内部形成空隙，降低混凝土的体积稳定性。由此可见，如何区分机制砂中的细粉是泥粉还是石粉十分重要。由于石粉和泥粉的吸附性存在显著差异，欧、美国家和我国普遍通过亚甲蓝值（MB值）来表征细粉颗粒吸附性能，以判断细粉是以黏土还是以石粉为主。

在机制砂生产过程中，为了净化洗砂水，加快洗砂水的循环利用，通常采用絮凝剂加速水净化。目前机制砂场常用的絮凝剂主要两大类，一类是聚合氯化铝，另一类是聚丙烯酰胺类。聚合氯化铝的絮凝效率较聚丙烯酰胺类低，在机制砂生产领域使用较少，而阳离子型聚丙烯酰胺具有水溶性好、絮凝效果优、用量少、处理成本低等优势，因此，机制砂生产厂家选用的絮凝剂一般为阳离子型聚丙烯酰胺。在水洗处理机制砂泥的过程中，含有絮凝剂的水会吸附在机制砂中，机制砂含水率越高，其含有的絮凝剂残余成分也越多。机制砂中残留的絮凝剂（聚丙烯酰胺）具有增稠保水作用，在拌制混凝土时，会提高混凝土拌合物的黏度，使拌合物流动性变差，且分子量越大，增稠效果越明显，混凝土拌合物的流动性越小。机制砂生产厂家只关注对清水的处理效果，并不关注机制砂中的絮凝剂对混凝土性能的影响。

混凝土技术人员对机制砂中的絮凝剂往往是比较头疼的。一方面，混凝土原材料砂的供应商一般有几个，很难发现那种机制砂含有絮凝剂，那种砂不含有。另一方面，即使弄清楚那种机制砂含有絮凝剂也很难确定含有絮凝剂的多少，且絮凝剂的含量也是变化的。对于含有絮凝剂的机制砂的检测方法也没有规范，有时只能定性很难定量。常见的方法：取砂样300g，放入透明瓶子中，再放入700g左右水，充分搅动，观察水与泥混合液澄清时间，若20秒内澄清，则含有较多的絮凝剂残留，会对混凝土性能产生影响。若1min后澄清则不含有絮凝剂。此外，絮凝剂通过高分子水解使颗粒物质团聚下沉，絮凝剂可使砂样中的微细粉体产生一定的絮凝结构，该结构为物理层面的颗粒团聚，而并未改变微细粉体的化学属性。因此，添加絮凝剂后的砂样对亚甲蓝的吸附作用并未增强，用机制砂的MB值无法反映絮凝剂含量的多少。

含有絮凝剂残留的机制砂对混凝土性能影响很大：（1）聚丙烯酰胺≥0.1‰（按砂质量计算），混凝土初始流动度和1h流动度均比基准混凝土小。随着PAM 浓度不断增大，初始流动度逐渐减小，1h流动度损失也逐渐增大；当浓度为0.8‰时，混凝土已表现为“黏性大、无流动”，无法施工。（2）聚丙烯酰胺 浓度达到0.3‰时，混凝土初始和易性已表现为“和易性尚可，略黏”，1h坍落度已接近基准混凝土配合比设计下线，此时尚可满足设计需要。（3）聚丙烯酰胺浓度≥ 0.5‰时，与基准混凝土相比，初始状态严重下降，1h后混凝土已无流动性，无法达到设计要求。此外，外加剂掺量不变的情况下，当PAM 浓度>0.5‰时，随着聚丙烯酰胺浓度增大，混凝土强度降低越明显。通过增加外加剂掺量提高混凝土的各方面性能，使混凝土强度有所提高，但0.8‰浓度的28d强度仍无法满足配制需要，目前，混凝土技术人员再生产中克服机制砂絮凝剂通常采用，增加外加剂用量来改善坍落度损失和流动性，往往造成外加剂用量需要提高很多，甚至加倍，且对混凝土的强度也有一定影响。聚丙烯酰胺具有较强的增稠保水作用，增加外加剂虽然释放了部分自由水，短时间内达到初始性能的要求，但是增加的外加剂和释放部分自由水随着时间的推移会被絮凝剂锁住，使料黏性增大，表现为坍损过快，导致混凝土处于不稳定状态，对混凝土工作性能造成不良影响。

水洗砂中絮凝剂对混凝土质量的影响分析

0.引言

近年来，随着建筑业的蓬勃发展，机制砂的大规模使用，使得絮凝剂在水洗机制砂中的应用也得到了飞速的发展。砂石生产企业使用絮凝剂是因为机制砂大多为破碎石砂或山砂，它含有不同种类和数量的泥与粉，需要采用水洗除掉其中大部分的泥与粉，以免影响混凝土的使用。环保要求洗砂的水需净化处理，不能乱排放，因絮凝剂能使水溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状沉淀，从而起到净化水质的作用，因此目前砂石生产企业广泛使用絮凝剂对洗砂水进行净化、过滤水质，再次回收利用。但砂石生产企业只考虑了洗砂水的排放符合环保要求，却未考虑回收利用的洗砂水中含有大量的絮凝剂会带入机制砂中，对混凝土产生不利影响。

水洗砂带入的絮凝剂对混凝土质量将产生怎样的不利影响呢？本文作者对这个问题进行了系统的实验研究分析，得出了比较明确的结论，提出了使用絮凝剂的建议。为政府主管部门加强砂石行业质量管理，规范砂石行业使用絮凝剂提供决策依据。

1.试验原材料和仪器

1.1 水泥

所用水泥为红狮P.O.42.5水泥，水泥性能指标检测结果如表1所示。

1.2 砂石 细砂（S1）：Mx=1.4～1.8，含泥量3%；建德环城；机制砂（S2）：Mx=2.4～2.8，含泥量2%；建德环城。

小石（G1）：5～10mm, 石粉含量1%；建德环城；大石（G2）：5～31.5mm，石粉含量1%；建德环城。

1.3 外加剂

外加剂选用科之杰新材料集团浙江有限公司生产的聚羧酸泵送剂，其匀质性指标和混凝土性能指标检测结果如表2和表3所示。

1.4 絮凝剂

本实验选用了目前砂石行业比较普遍使用的几种絮凝剂，分别是1200 万分子量的阴离子型聚丙烯酰胺 （PAM1）、分子量1800 万的阴离子型聚丙烯酰胺 （PAM2）、非离子型聚丙烯酰胺（PAM3）、阳离子型聚丙烯酰胺（PAM4）和聚合氯化铝（PAC）。实验之前，根据实验方案，将这些絮凝剂配制成不同的浓度。氯化铝因会带入氯离子严重影响混凝土质量，不列入研究范畴。