1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070
2 武汉理工大学材料科学与工程学院，武汉 430070
3 保利长大工程有限公司，广州 545000
为研究机制砂中泥粉对砂浆和混凝土性能的影响，使用蒙脱土、高岭土、伊利土三种泥粉以不同质量比取代机制砂制备砂浆和混凝土，测试不同种类和含量泥粉下砂浆和混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能，并通过X射线衍射(XRD)和压汞法(MIP)分析泥粉种类和含量对砂浆水化产物和孔结构的影响。结果表明，不同种类和含量泥粉的掺入会不同程度地降低砂浆和混凝土的工作性能。伊利土和高岭土在较低掺量下可以提高砂浆和混凝土的力学性能和耐久性能，在较高掺量下会产生负面影响；而蒙脱土在较低掺量下就会降低砂浆和混凝土的力学性能和耐久性能。泥粉的掺入没有明显改变砂浆的主要水化产物种类，砂浆的孔隙率、平均孔径和累计孔体积会随着泥粉掺量的增加而增大。
机制砂 泥粉 砂浆 混凝土 水化产物 孔结构 manufactured sand clay powder mortar concrete hydration product pore structure
1 内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院, 呼和浩特 010018
2 内蒙古综合交通科学研究院有限责任公司, 呼和浩特 010010
通过控制泥粉的含量测出不同亚甲蓝(MB)值, 研究不同MB值对机制砂混凝土力学性能的影响规律, 并分析孔隙结构特征与力学性能的关系, 引入灰色关联熵, 建立机制砂混凝土孔隙结构和孔径类别对抗压强度的关系模型。结果表明, 机制砂混凝土的工作性能随MB值增加逐渐变差。机制砂混凝土的抗压强度与劈裂抗拉强度随MB值增加均呈先增大后减小趋势, 28 d龄期MB值为1.10时强度最大, 此时机制砂混凝土的T2谱面积、孔隙度、束缚流体饱和度与100 nm以上有害孔占比均达最小值。自由流体饱和度与100 nm以下有害孔占比呈先增大后减小趋势, 在MB值为1.10时达最大值, 随后占比随MB值增大而减小, MB值为2.00时达最小值。通过引入灰熵关联度得出束缚流体饱和度和无害孔对抗压强度的关联度最大, 并在此基础上建立GM(1,3)模型, 7和28 d龄期的模型预测值和试验值的平均相对误差分别为0.47%和0.26%。
MB值 机制砂混凝土 泥粉 力学性能 灰熵关联度 孔隙结构 MB value manufactured sand concrete mud powder mechanical property grey entropy correlation degree pore structure
1 广东佛盈汇建工程管理有限公司,佛山 528051
2 佛山市交通科技有限公司,佛山 528000
3 建研建材有限公司,北京 100013
为研究不同机制砂粗颗粒(0.075~4.75 mm)与石粉(<75 μm)的质量比(砂粉比)对岩石粉混凝土性能的影响, 使用岩石粉(石灰石粉和花岗岩石粉)以不同质量比取代机制砂制备高强混凝土, 测试不同砂粉比条件下混凝土流动性能、抗压强度和耐久性能(干燥收缩率及电通量)的演变规律。结果表明, 机制砂的砂粉比不低于9时, 砂粉比降低有利于改善混凝土拌合物的和易性, 增强混凝土抗压强度和耐久性能。进一步降低砂粉比对混凝土的干燥收缩性能影响较小, 但对混凝土流动性、力学性能和抗氯离子渗透性不利。降低砂粉比有利于提高机制砂混凝土的密实性, 但过低的砂粉比容易造成混凝土需水量升高, 游离态石粉颗粒含量增大, 对混凝土性能不利。
机制砂 混凝土 石粉含量 抗压强度 电通量 微观结构 manufactured sand concrete stone powder content compressive strength electric flux microstructure
1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
2 武汉理工大学材料科学与工程学院, 武汉 430070
3 保利长大工程有限公司, 广州 545000
为研究机制砂粒形表征方法及特点, 采用集料图像测量系统(AIMS)和数字图像处理(DIP)技术测试了5种机制砂的颗粒形态。基于现有研究存在的不足提出了一种改进的粒形测试方法, 并研究了不同粒形表征参数之间的关系。结果表明: 随着粒径范围从大到小, 机制砂的棱角性呈先增大后减小的趋势, 而二维形状值无明显变化规律; 0.3~0.6 mm的机制砂可以反映整体粒径范围的棱角性; 通过单次投影进行图像处理获取的粒形参数有较大的波动范围, 无法准确判断机制砂的颗粒形状; 纵横比与凹凸度有较强的相关性, 粗糙度与纵横比、圆度、凹凸度的相关性较强, 而分形维数与其他几种参数都不具有相关性; 通过改进的DIP技术得出的粒形评价结论与AIMS得出的评价结论一致, 具有一定的可行性和推广价值。
机制砂 粒形 形状参数 集料图像测量系统 数字图像处理技术 相关性 manufactured sand particle shape shape parameter aggregate image measurement system digital image processing technology correlation
1 汕头大学土木与环境工程系，汕头 515063
2 广东省结构安全与监测工程技术研究中心，汕头 515063
机制砂残留的不同浓度的絮凝剂会对混凝土相关性能产生不利影响。本文研究了三种絮凝剂（阴离子聚丙烯酰胺(APAM)、非离子聚丙烯酰胺(NPAM)和聚合氯化铝(PAC)），四种掺量（0%、0.015%、0.030%、0.050%，质量分数）对硅酸盐水泥流动度、凝结时间及力学性能的影响，并使用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)技术分析絮凝剂对硅酸盐水泥性能的影响机理，研究了减水剂、缓凝剂和分散剂在改善絮凝剂对砂浆流动度和力学性能产生的不利影响方面的作用。结果表明：APAM对净浆流动度的影响较大，NAPM的影响次之，PAC的影响不明显；APAM和NPAM均能小幅缩短净浆凝结时间，而PAC会小幅延长净浆凝结时间；三种絮凝剂均能小幅降低砂浆强度，且整体上掺量越高，下降幅度越大；三种絮凝剂基本不改变硅酸盐水泥水化产物，但APAM和PAC能促进水泥的水化，而NPAM抑制水泥的水化。共同使用减水剂和缓凝剂能显著提高掺有絮凝剂砂浆的流动度和抗压强度。
硅酸盐水泥砂浆 机制砂 絮凝剂 流动度 凝结时间 力学性能 微观结构 外加剂 Portland cement mortar manufactured sand flocculant fluidity setting time mechanical property microstructure admixture
1 江西省交通工程集团有限公司, 南昌 330000
2 江西省桥梁智能养护工程技术研究中心, 南昌 330000
3 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
机制砂(MS)中的片状颗粒会影响混凝土的性能。本文研究了机制砂中片状颗粒粒径(1.18~2.36 mm、2.36~4.75 mm、4.75~9.50 mm)及含量(10%、20%、30%, 均为质量分数)对砂浆流动度和强度的影响, 测定了片状颗粒含量不同的机制砂混凝土的工作性、抗压强度和电通量, 并使用扫描电镜和压汞仪测试了片状颗粒含量不同的机制砂砂浆的界面微观结构和孔隙结构。结果表明, 随着机制砂中片状颗粒含量的增加或片状颗粒粒径的增大, 所配制的砂浆和混凝土的流动性、强度和抗渗性逐渐减小, 且片状颗粒对抗折强度的影响程度高于抗压强度。相对于粒形规则的颗粒, 片状颗粒会弱化水泥浆体与机制砂颗粒的界面过渡区, 并增大砂浆的孔隙率, 增加大尺寸多害孔的比例, 从而导致砂浆和混凝土性能劣化。因此, 应严格控制机制砂中片状颗粒含量尤其是片状粗砂颗粒的含量。
机制砂 片状颗粒 砂浆 混凝土 力学性能 界面 孔结构 manufactured sand flake particle mortar concrete mechanical property interface pore structure
1 安徽省交通控股集团有限公司, 合肥 230088
2 安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司, 合肥 23060
3 长安大学材料科学与工程学院, 西安 710064
4 长安大学交通铺面材料教育部工程研究中心, 西安 710064
为了探究不同岩性、不同级配机制砂对混凝土性能的影响, 对三种不同岩性机制砂混凝土及天然河砂混凝土的工作性和抗压强度进行研究。此外, 对比分析了四种混凝土在干湿循环制度下的抗硫酸盐侵蚀性能。结果表明, 天然河砂混凝土的工作性优于机制砂混凝土, 钙质机制砂混凝土的工作性略好于硅质机制砂混凝土。机制砂混凝土的抗压强度优于天然河砂混凝土, 在硫酸盐侵蚀循环作用下的力学性能变化趋势与天然河砂混凝土基本一致。在相同级配条件下, 机制砂混凝土的抗蚀系数高于天然河砂混凝土; 机制砂岩性并不会对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能带来负面影响。级配良好的机制砂可以增强混凝土抗压强度和抗硫酸盐侵蚀性能。
机制砂 岩性 级配 混凝土 硫酸盐 工作性 强度 manufactured sand lithology gradation concrete sulfate workability strength
