石粉在机制砂混凝土中的作用机理五点总结

导读:    对水化的增强作用：石粉中的CaC03参与C3A的水化反应，生成水化碳铝酸钙，阻止AFt向AFm转化．(2)负效应    比表面积效应：石粉增加了固体物的总体比表面积，增加了对用水量的需求．水灰比不变时，固体物总表面积的增加，就会使混凝土工作性降低。

(l)用强度法分析了几种石粉的活性，以石粉按比例取代部分水泥后，就石灰石石粉而言，石粉越细，抗压强度比越高．     (2)通过热导式量热分析法研究了石粉对水化热的影响，实验表明，掺入石灰石石粉的水泥试样水化诱导期和加速期的结束时间均早于不掺石粉的对照 试样和掺入FA者，说明石粉促进水化。

    (3)用水化7天和28天的XRD和SEM对以石粉部分取代机制砂的砂浆试样进行了水化产物分析。

随着石粉含量的增加，氢氧化钙和水化碳铝酸钙的晶 体数量增加。

说明一方面石粉可起到晶核作用而促进水化．另一方面石粉中的CaC03参与C3A的水化反应生成水化碳铝酸钙，对水泥水化有增强作用。

    (4)石粉具有使过渡区密实化、改善混凝土孔结构的作用，使孔径得到一定程度的细化，从而增强机制砂混凝土的性能。

    (5)综合分析了石粉和机制砂在混凝土中正反两方面的效应和二重性效应，并提出了一些避免或减弱负效应的办法。

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石粉和机制砂在混凝土中的正负效应

(1)正效应     级配效应：在配制中低强度混凝土时，补充粉体材料，弥补水泥用量少、机制砂混凝土和易性差的缺陷，减少拌和物的泌水。

对于级配较差的机制砂，石粉具有完善级配的作用，减小颗粒间的空隙，排出空隙中的部分水分，使自由水增加，从而使浆体流动性增大，减小对用水量的需求，同时增加拌和物的密实度。

    润滑作用：石粉增加了拌和物中的浆体含量，弥补了机制砂棱角性和表面粗糙的缺点，克服机制砂形貌效应的不良影响，有利于减少机制砂与碎石间的’摩擦，改善拌和物和易性。

    填充效应或微集料效应：石粉微粒可以增加水泥石的密实度，减少界面泌水，有效堆积使过渡区密实化，改善了“次中心区过渡层一的结构，增加抗渗性能，降低变形性能。

    晶核作用和匀化效应：石粉颗粒，尤其是lOpm以下的微粒，可以诱导水化物析晶，促进C3S和C3A水化，石粉在水泥浆中的均匀分布，能够提高有效结晶产物含量而提高强度。

    对水化的增强作用：石粉中的CaC03参与C3A的水化反应，生成水化碳铝酸钙，阻止AFt向AFm转化． (2)负效应     比表面积效应：石粉增加了固体物的总体比表面积，增加了对用水量的需求．水灰比不变时，固体物总表面积的增加，就会使混凝土工作性降低。

达到相同坍落度，会增加对减水剂的需求量。

    重力效应：机制砂密度较大，>https://www.flowerba.com/颗粒较多，级配不良，形状尖锐和棱角性，使混凝土拌和物显得干涩、易离析泌水，同时增加了合理砂率。

由于机制砂较大的表观密度，会增加混凝土拌和物在搬运和捣实过程中的离析倾向，加剧混凝土泌水相塑性沉降收缩，影响混凝土表面的耐久性。

(3)重性效应     水粉比效应：如果水粉比过大，易产生离析泌水，对于水灰比较大的混凝土，可以靠石粉适当降低水粉比，改善粘聚性和增强保水性，减弱离析泌水：在工作性良好的情况下，如果石粉含量过高，会使水粉比偏小而降低拌和物的流动性．     集粉比效应：集粉比过大时，不利于浆体填充集料颗粒间的空隙，石粉可以降低集粉比；如果集粉比过小，浆体含量过高，会增加干缩和降低弹性模量。

    咬合作用：机制砂颗粒形状不规则，具有棱角性，颗粒之间相互啮合，增加抗折强度和抗拉强度，对混凝土的变形有限制作用：集料颗粒的交错分布，润滑所需的浆体层厚度需要增大，要保持同样的流动度，需要更多浆体。

    稀释效应：如果用石粉取代部分胶凝材料，会直接降低水泥有效成分的含量，在混凝土中，石粉增加了浆体含量，相对地也降低了水泥在浆体中的比例。

过分的稀释会降低水泥或混凝土强度，但可以解决强度富裕过多与工作性之间的矛盾。

    表面特性效应：机制砂粗糙的表面特性，可以增加集料与水泥浆之间的粘结强度，同时粗糙的表面和创伤微裂隙会增加吸水率，使混凝土显得干涩，而振捣时水分易释放，配制不当易出现水泥现象，同时产生较多的连通孔而降低抗冻性能，由于高强度混凝土的水灰比很低，水泥石致密少孔，自身已具有很强抗冻性能；对于中低强度混凝土，可以采用适量的引气剂，不连续的细小气泡阻断连通孔，可大幅度提高抗冻性能，高效减水剂同时与引气剂复掺，以保证混凝土强度。

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机制砂中石粉对混凝土工作性的影响

针对石粉含量对混凝土和易性的影响，研究者们看法不一。

        一部分学者认为：与河砂混凝土相比，加入石粉，会使混凝土的需水量增大，导致混凝土变得干稠，和易性变差。

https://www.flowerba.com/研究发现，在其它条件相同时，混凝土坍落度随石粉含量的增加而下降。

Ahmed]等发现，当保持坍落度和水灰比不变时，当固定坍落度在85～115 mm时，混凝土需水量随着石粉含量的增加而增加。

        另有一部分学者认为：石粉的掺入，完善了混凝土特细骨料的级配，提高了混凝土性能。

吴明威等人研究发现：作为机制砂中小于的细小颗粒，石粉不仅能补充混凝土中缺少的细颗粒，而且还增大了固体表面积对水体积的比例，减少了离析和泌水：同时还增加了混凝土的浆量，从而改善混凝土的和易性。

        陈家到的研究结果也表明：在石粉中，70%颗粒的粒径都大于16um，平均粒径为，这不仅有效地填补了混凝土骨料之间的空隙，而且提高了混凝土保水性和粘聚性，改善了离析泌水现象，使混凝土易于成型振捣。

在配制低强度等级混凝土时，这些作用有利于解决混凝土工作性差与强度富佘过大之间的矛盾。

       还有一部分学者认为：石粉含量对混凝土和易性的影响，存在一个度的问题，即最优石粉含量的问题，一旦超过了这个度，石粉对混凝土和易性就会有不良影响。

       郑金炎]研究发现，关于石粉对混凝土和易性的影响，有一个适宜的范围。

当石粉含量超出这个范围时，随着石粉含量的增加，混凝土用水量也在增加，使拌和物变得干稠，其它方面的性能也随之下降。

       杨善顺[]研究发现：石粉含量的增加，逐步改善了混凝土拌合物的粘聚性、抗离析性能。

石粉含量为9%时，混凝土工作性最好；当达到12%时，混凝土变得较粘。

其原因在于：一方面，石粉的存在，不但弥补了机制砂表面粗糙的缺点，而且减少了碎石与机制砂之间的摩擦，改善了拌合物的和易性；另一方面，石粉的存在使混凝土的总比表面积增加，增加集料对自由水的吸附，这在石粉含量较高时表现较明显。

      李亚杰[在《建筑材料》中指出：在人工砂内，粗颗粒含量较多，当把细度模数控制在中砂范围内时，如果小于的细颗粒过少，会使混凝土拌和物的粘聚性变差；但如果细颗粒过多，不仅会增大混凝土用水量，还会影响到混凝土的强度和耐久性，所以石粉含量宜在6%～12%之间。

       saiuc23]筹人的试验结果表明：在不掺外加剂时，河砂部分被机制砂设备中制砂机生产的机制砂取代，会使混合砂混凝土的工作性变差；掺入高效外加剂时，外加剂掺量的增加会改善混合砂混凝土的工作性。

      因此，关于石粉对混凝土工作性的影响方面，其最佳含量与机制砂级配和胶凝材料用量密切相关。

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