石粉含量对混凝土流动性的影响

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　　摘要：影响混凝土流动性的因素很多，用水量、胶凝材料、骨料和减水剂等都有影响。本章主要讨论混凝土中石粉含量对混凝土流动性的影响。混凝土中的石粉主要来源于机制砂、水泥和矿粉。经试验表明，不同来源的石粉对混凝土的流动性和粘聚性的影响很大，对减水剂适应性影响显著。
　　关键词：石粉含量混凝土流动性 胶凝材料
　　影响混凝土流动性的因素很多，用水量、胶凝材料、骨料和减水剂等都有影响。为了正确分析石粉含量对混凝土流动性的影响，我们对周边混凝土原材料生产企业的生产工艺情况进行了调研，充分掌握了各种原材料的配制工艺，在并针对各种原材料的材料组成和性能情况组织实验室进行了大量的试验，基本摸清了各种原材料中石粉含量的分布情况，使混凝土试验室清楚认识了石粉含量影响混凝土流动性的本质，便于对原材料中的石粉含量进行了更有针对性的控制，现将研究和实验情况总结如下。
　　1、 混凝土中的石粉来源分析
　　混凝土中的石粉主要来源于机制砂、碎石、水泥和矿粉。
　　1.1、 机制砂中的石粉
　　机制砂中的石粉主要是石粉和泥的混合物，来源于石头上粘结的泥土和石头破碎成砂子过程中产生的粒径小于0.075mm的颗粒。
　　机制砂中的石粉和泥的区分是用亚甲蓝试验来区分的，当MB值＜1.40时判定为石粉，反之判定为泥。但是无论判定为石粉还是泥，主要成分仍然是两者的混合物，其中泥含量对用水量和外加剂适应性影响比石粉更显著。《建筑用砂》中对石粉含量规定如下：MB值＜1.40（或合格）时，如混凝土强度等级≥C60，人工砂中的石粉含量＜3.0%；如混凝土强度等级C60～C30，人工砂中的石粉含量＜5.0%；如混凝土强度等级＜C30，人工砂中的石粉含量＜7.0%。
　　1.2、水泥中的石灰石粉来源
　　一些水泥厂在水泥磨制过程中掺加石灰石，掺量在3～15%不等，主要目的是降低水泥成本。但是，由于掺加的石灰石上有时会粘结一些泥土，这些泥土对混凝土减水剂适应性影响很大。同时由于石灰石相对于水泥熟料较为易磨，水泥中的石灰石粉细度远高于熟料细度，按照标准来检验水泥细度会出现失真现象。过细的石灰石粉会大量吸附减水剂，降低减水剂的适应性，提高减水剂用量，增加混凝土配制成本。
　　一般情况下，混凝土中的石灰石粉细度在70～100目的情况下，适量掺加石灰石粉会提高混凝土密实度和施工性能。但是，当细度超过300目以上，石灰石粉就会参与水化反应，降低混凝土拌合物的粘聚性，提高用水量，降低水泥和混凝土后期强度。
　　1.3、 矿粉中的石灰石粉来源
　　一些小规模矿粉磨制厂家大部分采用球磨机磨制工艺，由于矿渣含硅、铝成份较高，颗粒坚硬，此工艺磨制的矿粉很难达到标准的细度要求，并且磨制时间长，能耗高。
　　部分厂家为了降低成本，在磨制工程中普遍添加石灰石子或粉煤灰做为助磨剂，来提高矿粉细度，以使产品达到细度检验标准。石灰石子的添加量一般在3～15%之间。
　　1.4碎石中的石粉来源
　　碎石的石粉主要是石粉和泥的混合物，来源于石头上粘结的泥土和石头破碎成砂子过程中产生的粒径小于0.075mm的颗粒。由于含量较少，一般作为含泥量进行控制。
　　所以，混凝土中石粉的来源有多个渠道，石灰石粉的成分、细度也不同，配制时对混凝土性能的影响也不同。
　　目前，混凝土相关标准中只对人工砂中的石粉含量作了规定，而对混凝土其他组成材料中的石粉含量未做出规定，也未对砂石以外材料所带入的泥做相关限制。所以一般情况下混凝土试验室只注重对砂石中的石粉和泥进行研究，在混凝土流动性、粘聚性和减水剂适应性发生问题时，仅从机制砂的级配和石粉含量查找问题，不能够全面解决问题。
　　当剔除砂石影响后，只能判定减水剂对水泥不适应，不能准确判断出不适应的具体原因，也经常忽视矿粉中石粉对减水剂适应性的影响。
　　2、 试验
　　我们混凝土实验室协同山东某品牌水泥厂实验室共同进行了石粉含量对混凝土流动性影响试验，以下是部分实验结果。
　　
　　混凝土配合比
　　细度模数3.4 5～31.5 S95 一级 天津中冶
　　我们选用同一生产线上水洗程度不同的三种机制砂，石粉含量分别为3.5%、5.1%、7.0%进行了对比试验，结果如下：
　　3、 我们选用了水泥中分别掺加了0%、5%、8%的小石子后磨制的三种水泥进行了对比试验，其中砂子选用了石粉含量为3.5%的机制砂，除用水量和减水剂外其他配合比同上，保持混凝土坍落度为200mm,试验结果如下：
　　
　　水泥 水泥中石粉
　　含量% 坍落度 用水量 减水剂掺量 30分钟
　　坍落度 60分钟
　　坍落度 粘聚性 泌水
　　从以上实验可以看出，机制砂中的石粉含量对混凝土流动性有明显的影响，当机制砂中的石粉含量产生变化后，混凝土用水量和流动性产生的变化十分明显，减水剂的适应性明显变差，实际生产过程中减水剂用量明显加大，配制成本明显提高。
　　水泥中的石粉含量对混凝土用水量和减水剂的适应性也有显著影响。由于混凝土生产企业一般情况下无法直接观测到水泥和矿粉中的石粉含量，标准和规范中也没有水泥和矿粉中石粉含量进行控制的规定和检测方法，同时很多实验室检测人员不了解水泥和矿粉的生产工艺，更不清楚其中含量的具体情况，造成了试验时往往忽视了水泥和矿粉中的石粉对混凝土的影响，造成当出现石粉影响混凝土性能时判断原因不准确，解决问题的手段不正确。
　　所以，机制砂中的石粉含量只是影响混凝土流动性的一部分，水泥和矿粉中的石粉含量是隐性的，并且影响更大，更加应该严格控制。目前标准中仅对机制砂中的石粉含量进行控制是不全面的。
　　目前，一些研究中认为适当的石粉含量对混凝土是有益的，特别是对混凝土的和易性、耐久性有利，我们在实验中认为这种看法是不正确的，应该予以纠正。
　　混凝土生产企业应该经常性的了解原材料生产企业的生产工艺，督促水泥生产企业不采用将小石子作为助磨剂或掺合料的生产工艺，更不购买以小石子做为助磨剂生产矿粉的厂家的产品，以保证混凝土产品质量。注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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