机制砂 MB 值对混凝土性能的影响研究最新版.docx

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机制砂MB值对混凝土性能的影响研究最新版

机制砂MB值对混凝土性能的影响研究

［摘要］本文测试了泥粉对机制砂MB值的影响，研究不同MB值混凝土性能的影响，结果表明，泥粉含量对机制砂MB值影响较大；MB值低于1.5时，适当MB值可以改善混凝土初始和易性，提高混凝土强度，机制砂MB值超过1.5时，混凝土工作性能下降，混凝土抗压强度降低；机制砂MB值增加都会加大混凝土碳化深度。

［关键词］MB值；工作性能；抗压强度；碳化深度

0前言

我国经济的快速发展，建设工程的大规模推进使得混凝土需求不断增加，砂石作为混凝土用量最多的原材料，其品质对混凝土结构强度和耐久性影响较大。

当前环保政策趋严，天然砂资源紧缺，机制砂逐步替代天然砂已成为行业趋势。

机制砂在生产过程中不可避免地会产生石粉，同时由于粗放生产和母岩特性等原因，泥粉也会夹杂在石粉当中，引起机制砂亚甲基蓝值（MB值）升高[1]。

泥粉自有的二维层状结构，疏松多孔，更容易对水分和外加剂等小分子形成吸附[2]，影响混凝土的品质，因此研究机制砂MB值改变对混凝土性能的影响尤为必要。

1原材料及试验方法

1.1原材料

（1）胶凝材料

水泥采用P·O42.5普通硅酸盐水泥，粉煤灰采用II级灰，矿粉采用S95。

水泥的主要性能指标见表1，水泥、粉煤灰和矿粉的化学组成见表2。

（2）机制砂细度模数为2.7，石粉含量为9%，MB值1.2。

碎石为5～25mm连续级配。

（3）拌合水为自来水，符合JGJ63—2006《混凝土用水标准》。

（4）外加剂为聚羧酸减水剂，含固14.6%，减水率21%。

1.2试验方法

（1）MB值测试：

参照JGJ52—2012《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》进行机制砂亚甲基蓝吸附测试。

（2）混凝土工作性能试验：

按照GB/T50080—2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行。

混凝土力学性能试验按照GB/T50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行，成型100mm×100mm×100mm混凝土试件，测定混凝土指定龄期的抗压强度。

1.3混凝土配合比

以C30混凝土为例，配合比及原材料用量见表1。

2试验结果及讨论

2.1泥粉对机制砂MB值的影响

滕爱国等[1]研究了泥粉对机制砂MB值的影响，发现泥粉和机制砂MB值存在线性拟合关系，胡兵[2]也得出了类似的结论，并认为泥粉的液塑限会对机制砂MB值产生不同的影响。

将泥粉进行烘干、筛分，过100目方孔筛，去除杂质，按照设定的比例与机制砂混合，获得不同MB的机制砂，见表4，对结果作图，结果见图1。

表4和图1的结果显示，泥粉含量对机制砂MB值影响较大，泥粉掺量和机制砂MB的增加存在近乎线性关系，泥粉自身的疏松多孔结构能够吸附较多的亚甲基蓝，进而使得MB值增加，当泥粉含量超过1.5%时，机制砂MB值随着泥粉含量增加显著增加。

2.2混凝土工作性能

以表1混凝土为基础，测试不同MB值的机制砂对混凝土工作性能的影响，结果见表5。

表5结果反映，机制砂MB值增加使得混凝土初始坍落度和扩展度先增加后降低，这是由于少量泥粉能够提高混凝土的保水性，增加对集料的包裹性，使得混凝土初始和易性改善[3]，但随着机制砂中泥粉含量增加，泥粉对外加剂和水分的吸附增加，使得水泥浆体流动所需的水分减少，混凝土初始工作性能下降。

当泥粉增加、MB值较大时，泥粉较强的吸附性使得外加剂对水泥的作用效果降低，混凝土经时损失加快[4]。

2.3混凝土抗压强度的影响

力学性能是保证混凝土结构服役安全和耐久的重要指标。

机制砂MB值增加造成混凝土工作性能下降，进而可能影响混凝土强度。

掺加不同MB值机制砂的混凝土力学性能测试结果见表6和图2。

随着机制砂MB值的增加，混凝土3d强度都出现不同程度的降低，7d和28d强度先增加后降低，这是因为泥粉的加入对水泥形成部分附着，降低了水泥水化的比表面积，早期水化产生的水化硅酸钙和钙矾石等矿物减少，早期强度降低。

MB值低于1.4时，微量泥粉的加入改善了水泥浆体和集料的粘接能力，随着水化的进行，集料界面过渡区得到改善，当泥粉含量增大时，混凝土内部水分不足，失水较快，产生较多的微裂纹，出现强度倒缩[5]。

2.4机制砂MB值对混凝土碳化的影响

机制砂MB值不同，对外加剂和水分的吸附能力也有所不同，进而对混凝土碳化产生影响，按照表1所示配合比成型混凝土试件，测试不同龄期混凝土碳化深度值，结果见表7和图3。

图3的结果表明机制砂MB值增加，混凝土碳化深度总体增加，同时也可以看出，机制砂MB值低于1.4时，混凝土7d和28d碳化深度基本相当，这可能是MB值适当增加，对混凝土致密度有一定改善，内部孔隙相对减少，对CO2等气体侵入起到一定阻碍作用。

当机砂MB值进一步增加，混凝土内部缺陷和连通孔隙增多，碳化速度加快。

3结论

（1）机制砂MB值随着泥粉含量增加而增大，当泥粉含量超过1.5%时MB值增长较快。

（2）少量泥粉可以改善混凝土的和易性，当MB值超过1.4时混凝土初始坍落度和扩展度逐渐降低，1h坍落度和扩展度损失随着机制砂MB值增加而增大。

（3）随着机制砂MB值的增加，水泥胶凝能力减弱，混凝土3d强度都出现不同程度的降低，7d和28d强度先增加后降低，机制砂MB值对混凝土强度影响较大。

（4）MB值较高的机制砂会增加混凝土内部缺陷，连通毛细孔增多，导致混凝土7d和28d碳化深度增加。

参考文献

[1]滕爱国，杨海成，等．泥粉对砂岩机制砂MB值及砂浆性能的影响[J]．水运工程，2017（9）:

49-52．

[2]胡兵，刘加平，刘建忠，等．砂泥粉含量及MB值与砂浆干燥收缩关系的研究[J]．混凝土，2010（4）:

107-109．

[3]左文銮，魏勇，等．机制砂MB值对混凝土性能的影响[J]．商品混凝土，2013（11）:

38-42．

[4]KUMAR,MEHTAP,MONTEIROPJM.Concrete:

microstructure,

properties,andmaterials[M].NewYork:

TheMcGraw-HillCompanies,

Inc,2006.

[5]周爱军，周红．机制砂在普通砂浆中应用试验研究[J]．硅酸盐通报，2016，35

（1）:

310-321．