石粉含量对海工混凝土性能的影响研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangy1225
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随着建筑业的蓬勃发展,天然砂资源不断枯竭,人们开始使用成本低廉、来源广泛的机制砂来替代天然砂,但机制砂生产过程中产生了大量石粉,其含量普遍超过了相关规范的限值,而码头、防波堤等海工混凝土结构其工作性、强度和耐久性又对细集料中的石粉含量比较敏感,会降低混凝土的上述性能。通过现有的除粉工艺在一定程度上可降低石粉含量,但增加了生产成本,也使得部分细砂流失,导致生产效率降低。本文通过研究不同的石粉含量对海工混凝土各项性能的影响,在不影响海工混凝土主要性能的情况下确定石粉含量的最大限值,并通过配合比优化的方式来解决除粉工艺带来的经济性问题,本文的主要研究内容如下:(1)根据机制砂表面粗糙、棱角多的特点,研究不同水灰比、砂率和引气剂掺量对海工混凝土工作性、抗压强度的影响,以此来确定海工混凝土的基准配合比。试验结果表明,水灰比为0.52、砂率为46%、引气剂掺量为0.003%时,海工混凝土的工作性和抗压强度较好,且均满足设计要求。(2)研究不同石粉含量对海工混凝土性能的影响,并提出各项性能的石粉最大限值,并对比引气剂的加入,研究石粉和引气剂的关系。结果显示未掺引气剂的海工混凝土的石粉最大限值为12%,掺有引气剂的海工混凝土在工作性能和力学性能方面的石粉最大限值为15%,但在此含量下的耐久性能劣化严重。石粉含量的增加影响了引气效果,但可以看出海工混凝土掺加引气剂可以接受更高的石粉含量。(3)研究不同石粉含量对海工混凝土微观结构的影响规律,解释石粉对海工混凝土性能的微观作用机理。分析不同石粉含量下海工混凝土界面特征的变化和孔隙结构分布,结果表明石粉含量为15%的界面微观结构更优,石粉可以填充孔隙,为水泥水化提供附着体,但过量会导致水泥水化不充分;孔结构参数均随着石粉含量的增加先降低后增大,其变化规律与宏观性能基本一致。(4)针对石粉含量15%的海工混凝土进行配合比优化,结果显示水泥用量增加40kg/m~3、砂率降低3%时,劣化严重的耐久性能得到改善,且和易性也得以保证。对比配合比优化的原材料成本和水洗除粉的花费,证明降低石粉含量的两种方式中,配合比优化在经济性方面具有可行性。综上,在各项性能未大幅降低且满足设计要求的前提下,海工混凝土的石粉含量可放宽至15%,建议配合比中胶凝材料用量不低于500kg/m~3,砂率不超过43%,松香酸钠掺量不高于0.003%。
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