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深圳市水泥及制品协会

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花岗岩石粉在各强度等级混凝土中的应用研究

时间:2022-04-01 点击:589 编辑:admin

 冲

(深圳港创建材股份有限公司,深圳  518040)

 

 要:目前混凝土拌合站在生产过程中经常会遇到粉煤灰资源短缺、真假不一、供不应求,试验研究运用花岗岩石粉来取代部分粉煤灰,试配不同强度等级下的混凝土的工作性能和强度,研究花岗岩石粉对混凝土的强度和工作性的影响,进一步确定满足混凝土性能和强度的配合比,保证花岗岩石粉科学、有效的应用于混凝土工程中。

关键词:花岗岩石粉;预拌混凝土;强度

 

前言

随着混凝土搅拌站和工程建设的快速发展,粉煤灰供应量供不应求,惠州博罗一带岩石色泽纯正、抗压强度高,按照行业标准通过对石料石粉的二次加工磨细,达到细度、需水量比、活性、烧失量等指标接近部分粉煤灰的性能要求,一方面能够解决部分粉煤灰短缺问题,另外为解决石料石粉难利用的问题以及降低工程成本、提升建设工程质量提供了有力保证,且产生良好的社会经济效应。

1、研究方法

试验分析花岗岩石粉的性能指标,研究花岗岩石粉在混凝土中应用的可行性;针对各个强度等级的花岗岩石粉配合比和部分掺粉煤灰混凝土,进行相关混凝土工作性和强度试验对比,为花岗岩石粉在混凝土中的大量应用奠定基础。

2、花岗岩石粉的基本特性(见表一)

                              表一

花岗岩石粉

细度%

活性指数%(28d)

流动度比%

含水量%

性能指标

23

62

103

0.4%

3、主要原材料

水泥:广西华润PO42.5R;

外加剂:安徽中铁四威RAWY101聚羧酸减水剂,含固量10%;

花岗岩石粉:惠州博罗石场花岗岩磨细而成,细度23%;

粉煤灰:妈湾电厂Ⅱ级(F类),细度18%

矿渣粉:唐山盾石S95级;

砂:东莞中砂,细度模数为2.6;

石子:深圳蛇口5-25mm碎石,压碎指标12%,针片状9%;

 

4、各强度等级掺花岗岩石粉的混凝土及性能

4.1 掺花岗岩石粉的混凝土配合比

本试验以C15~C60常用配合比为基准,通过多次试验后分别按照经验掺量取代各强度等级的粉煤灰,配合比见表二

         表二      各等级混凝土配合比                             kg/m3

序号

水泥

外加剂

超细石粉

石子

矿粉

1(C15)

99

5.1

906

120

942

81

187

2(C20)

129

5.58

884

96

959

85

181

3(C25)

154

6.08

848

74

995

92

171

4(C30)

175

6.72

830

50

1015

101

162

5(C35)

206

7.48

812

50

1032

100

153

6(C40)

221

8.27

785

49

1041

106

150

7(C45)

239

9.32

759

53

1047

113

150

8(C50)

270

10.8

726

54

1045

126

148

9(C55)

307

12.00

682

48

1068

125

148

10(C60)

340

13.39

642

41

1072

134

148

11 (C30全掺煤灰)

175

6.72

830

50

1015

101

162

12 (C50全掺煤灰)

270

10.8

726

54

1045

126

148

4.2掺花岗岩石粉的混凝土的性能

进行混凝土的工作性、强度等性能试验及比对,表三为各等级配合比的混凝土性能。

表三     各等级配合比的混凝土性能

序号

R7 (MPa)

R28 (MPa)

R60 (MPa)

坍落度mm

和易性

T500(S)

1h坍损mm

容重kg/m3

凝结时间h

1(c15)

14.7

18.2

21.1

185

一般

---

160

2320

11

2(c20)

18.0

22.2

25.6

190

一般

---

170

2330

11

3(c25)

26.9

32.5

38.3

210

一般

---

195

2340

11.5

4(c30)

28.7

35.2

40.9

200

---

180

2355

10

5(c35)

40.1

48.7

49.4

215

4

185

2360

10

6(c40)

43.5

51.8

58.0

225×540

4

200

2365

10

7(c45)

45.4

54.8

57.6

230×580

5

200

2380

9

8(c50)

50.3

56.4

64.6

230×600

6

220×560

2390

9

9(c55)

59.4

69.0

73.3

240×610

6

230×560

2390

8.5

10(c60)

63.6

79.5

86.4

240×620

6

230×590

2410

8

11 (c30全掺煤灰)

30.6

42.3

45.8

220×550

4

185×480

2360

12

12 (c50全掺煤灰)

54.2

61.7

68.5

240×670

5

210×550

2385

10.5

 

5、各强度等级掺花岗岩石粉的混凝土性能及分析

5.1按照表二的配合比检验混凝土工作性

试验结果

1)掺花岗岩石粉的混凝土工作性完全满足设计、施工需要的坍落度和扩展度的要求,和易性良好,见图一、图二、图三

图一  C35泵送混凝土(掺花岗岩石粉)         图二  C50泵送混凝土(掺花岗岩石粉)

 图三  C40泵送混凝土(掺花岗岩石粉)  

                图四  C25泵送混凝土

      

2)个别低等级混凝土因花岗岩石粉掺量过高,混凝土拌合物的保水性变差,出现了轻微的泌水和分层现象,见下图四

5.2 试验结果分析

1)此套配合比经过试配对比验证所得出,各强度等级的拌合物完全能够满足能够满足混凝土施工、和易性要求。

2)由于拌合物中非活性成分增加,花岗岩石粉的密度比粉煤灰的密度大,混凝土拌合物的保水性变差,出现了轻微的泌水和分层现象。

5.3 按表三的配合比检验混凝土的强度

试验结果

混凝土7天抗压强度均达到90%以上,混凝土28天强度均达到设计强度115%以上,混凝土60天强度c30以下较28天增长10%,混凝土60天强度c30以上混凝土增长不明显。见表四、表五、表六

 

 

6、结论

1)花岗岩石粉的主要成分是CaCO3 ,在混凝土中作用主要是填充作用,其活性与粉煤灰比较起来要低得多,硬化后混凝土的强度仍然满足设计要求,由于花岗岩石粉的细度比粉煤灰还细,在水泥水化时能进入到水泥水化产物的空隙中,起到微细集料的作用,是硬化后的混凝土的结构更加密实,从而提高其强度,配合比恰当时同样能够满足设计、施工、工作性的要求,在煤炭资源日益紧缺的今天,今后花岗岩石粉全面取代粉煤灰是没有问题的,达到充分发挥花岗岩石粉在混凝土工程中的作用。

2)细微的花岗岩石粉的超量加入,提高了混凝土拌合物的用水量,在水泥、粗骨料、外加剂等材料用量不变的情况下,混凝土的拌合物的坍落度会降低,需水量变大。所以,为保证花岗岩石粉混凝土在混凝土工程中的合理应用,应在上述试验基础之上,再调整水和外加剂的用量,反复试验,得到满足强度和工作性要求的混凝土各种组成材料用量,充分发挥花岗岩石粉在混凝土中的作用。

3)花岗岩石粉混凝土在建设工程中的应用具有显著的技术和经济效益。惠州一带花岗岩资源丰富,开发新型建筑材料,使得花岗岩石碎料废物利用,为混凝土建材公司找到了替代紧缺原材料粉煤灰的有效途径,实现了一举两得的效果,降低了混凝土的工程成本,促进节能、降耗、低碳和可持续发展。

4)在花岗岩石粉混凝土工程应用实践中,应根据花岗岩石粉混凝土的特性,充分发挥花岗岩石粉混凝土的水化热低等良好的工作性能优势,并注意加强施工后的养护,保证混凝土的质量。

参考文献

[1]英丕杰,等. 花岗岩石粉-粉煤灰对混凝土性能影响的试验研究2013.6.14

[2]房桂明,等.石灰石粉在聚羧酸外加剂混凝土中的研究与应用。混凝土2013,1,279

 

[作者简介]

赵冲(1985-),男,助工,从事混凝土相关工作。

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