基于母岩特性的机制砂性能及对水泥浆体流变性影响研究

发布时间：2018-12-09 17:04

【摘要】：随着建筑业的高速发展,混凝土用量越来越大,优质天然砂资源也将越来越紧缺,很多地方因滥采、滥挖已造成严重的环境破坏,开发新砂源已势在必行。机制砂是母岩开采后经除土、机械破碎后筛除粒径大于4.75 mm的颗粒,不包括软质岩、风化岩石的颗粒,机制砂特性与母岩特性密切相关。机制砂作为混凝土细集料,其特性对新拌混凝土的工作性能有着重要影响,混凝土的工作性能主要受自身流变性能的影响,但混凝土的流变性能因粗骨料的存在较难准确评估,大量研究表明混凝土流变性能可通过对其水泥净浆及砂浆的流变性能来间接评价。本文以福建省具有代表性的花岗岩、石灰岩、辉绿岩、玄武岩为制砂母岩,系统测试了母岩的抗压强度、抗折强度、表面硬度、化学成分、矿物组成,采用福建南方路面机械有限公司V7-10制砂机,在同一制砂参数和生产工艺下将各岩性母岩制砂,系统测试了四种机制砂的级配、细度模数、颗粒形貌、棱角性、比表面积等,测试结果表明:母岩抗折强度是玄武岩辉绿岩石灰岩花岗岩;母岩抗折强度、折压比越大,母岩所制备的机制砂细度模数越偏离设计值,细度模数越大,比表面积越小,棱角性越强。在制砂工艺中应根据母岩的抗折强度、折压比调整砂参数。为了揭示四种机制砂、石粉、泥粉特性对掺聚羧酸减水剂水泥净浆及砂浆流变性能的影响,在保持水泥净浆、砂浆水灰比(0.35)和聚羧酸减水剂含固量不变的情况下,改变与母液M复配的聚羧酸减水剂助剂种类,通过测试掺复配型减水剂水泥净浆流动度筛选出性能相对较优的:低敏感型VO4、保坍型S10C、减水型SO8D聚羧酸减水剂助剂;在此基础上,在相同水泥净浆及砂浆配合比情况下,分别外掺0%、3%、5%、7%、9%石粉或0%、1%、2%、3%泥粉,通过试验研究四种机制砂、四种石粉、两种泥粉对掺优选复配聚羧酸减水剂水泥浆体流变性能的影响程度和规律,并与掺母液M的进行比较。试验结果表明:机制砂特性与水泥砂浆流变参数间的关系:岩性对水泥砂浆流变参数影响大小顺序为:玄武岩辉绿岩石灰岩花岗岩;细度模数、棱角性、颗粒形貌不规则性及机制砂MB值大小顺序:玄武岩辉绿岩石灰岩花岗岩。石粉特性参数与水泥浆体流变参数间的关系:石粉岩性对水泥净浆、砂浆流变参数影响大小顺序为:玄武岩辉绿岩石灰岩花岗岩;石粉掺量与水泥净浆流变性能关系:花岗岩、石灰岩、辉绿岩石粉为3%,玄武岩为5%时,石粉对水泥净浆流变性能有一定的改善作用,加上机制砂中原有石粉含量,可知石粉含量控制在10%左右为宜;石粉的细度、颗粒形貌通过填充效应、吸水效应、颗粒形态效应会影响水泥浆体流变性能。泥粉特性参数与水泥浆体流变参数间的关系:岩性对水泥浆体流变性能影响顺序:膨润土普通粘土;泥粉含量控制在2%以内为宜;泥粉层间力越弱,泥粉层距改变越大,吸水性越强,对聚羧酸减水剂分子官能团的吸附性越强,水泥浆体流变性能越差。结合外掺泥粉对水泥净浆、砂浆流变性能影响,通过Zeta电位、总有机碳TOC、XRD小角度衍射、红外光谱等微观表征测试技术,研究聚羧酸减水剂助剂与泥粉颗粒的Zeta电位、吸附量、吸附方式等,得到以下启示:保坍型聚羧酸减水剂相对抗泥性能较强,应研发保坍型聚羧酸减水剂助剂,其分子结构中起功能作用的官能团所属支链、侧链尺寸大于2 nm。
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【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU528

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