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    風積沙水泥混凝土技術性質探究

    2021-05-11 06:55:22
    中國公路 2021年7期
    關鍵詞:風積篩分集料

    (河北省承德市地方道路管理處,河北 承德 067000)

    長期以來,混凝土用砂主要使用天然砂或機制砂,但是天然砂資源短缺,生產機制砂則需要開山采石,會破壞環(huán)境。由于風積沙比建筑中使用的天然砂更細,并且不符合細集料級配要求,現在國家仍然沒有風積沙用于混凝土的標準。在沙漠地區(qū)有大量風積沙,如果風積沙能夠用于混凝土,必將為天然砂資源匱乏的沙漠地區(qū)混凝土生產提供經濟便利的材料保障。本文測試了風積沙可行性,發(fā)現風積沙可作為一種替代材料,用作混凝土中的細集料。

    一、材料和試驗

    對混凝土用粗集料篩分結果與合成級配如表1所示,5mm~10mm碎石占35%、10mm~20mm碎石占45%、16mm~31.5mm碎石占20%;細集料采用機制砂和風積沙,細集料的級配如表2所示;測試來自河北省承德市圍場滿族蒙古族自治縣壩上地區(qū)的風積沙,測試內容包括:篩分、相對密度、細度模數,其物理性質測試結果如表3所示?;炷辽奥蕿?4%,水灰比為0.45。在混凝土中,添加10%~100%的風積沙代替機制砂,并測試其坍落度;抗壓強度fcu;小梁抗彎拉強度;150mm×300mm圓柱體彈性模量。

    二、結果和討論

    (一)風積沙對混凝土工作性的影響

    新拌混凝土坍落度隨風積沙含量的變化如表4所示。數據表明,在風積沙含量少時,隨著風積沙含量的增加,風積沙混凝土坍落度增加。在其他方面不變的情況下,坍落度的增加是因為風積沙粒是球形形狀的滾珠效應,球體移動比棱角的顆粒更容易。然而,在風積沙含量大于30%后,坍落度隨著風積沙含量增加而下降,這是因為風積沙較細,顆粒比表面積大,裹覆集料所用的水泥漿較多。因此,在坍落度試驗中,最佳風積沙含量應不高于30%。當所有細集料用風積沙(100%代替率)時,混合料坍落度銳減,混凝土的坍落度非常低。

    表1 粗集料篩分結果

    表2 細集料篩分結果

    表3 風積沙物理性質

    表4 混凝土坍落度隨風積沙率的變化

    (二)風積沙對混凝土強度的影響

    在風積沙含量很小時,混凝土強度隨風積沙含量的增加而增加,少量的風積沙填充粗細集料之間的空隙,使得混凝土更密實;而后隨著風積沙含量增加而降低,強度的減少是由于細集料表面面積的增加,需要更多的水泥漿裹覆集料表面。風積沙含量對抗壓強度的影響如表5所示,可以看出,風積沙摻量對混凝土強度影響并不大。

    (三)風積沙對混凝土彈性模量的影響

    混凝土彈性模量和混凝土立方體抗壓強度之間的關系如圖1所示,混凝土彈性模量隨著抗壓強度的增加而增加;隨著風積沙摻量增加彈性模量下降,這是由于混凝土強度在下降,但在風積沙摻量30%以內下降不明顯,超過30%時,下降明顯。

    表5 混凝土試驗結果

    圖1 混凝土彈性模量隨混凝土立方體抗壓強度的變化

    三、結語

    本文通過研究風積沙在混凝土中的作用,發(fā)現通過適當的設計,風積沙可以應用于混凝土中。在其他條件相同的情況下,用風積沙代替機制砂可以一定程度提高混凝土工作性(風積沙摻量超過30%則工作性降低)。一般來說,混凝土的抗壓強度和抗彎拉強度,以及混凝土彈性模量隨著風積沙含量的增加而降低,但在風積沙摻量30%以內降低幅度不大,風積沙摻量超過30%時,降低明顯。

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