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机制砂混凝土抗压强度试验

发布日期:2012-03-30 08:13:07 作者:振平鑫龙机械

    砂石生产线所生产的机制砂加载初期,机制砂混凝土表面未出现裂缝,随着荷载的增加,试块中部开始出现竖向平行短小裂缝,随荷载的进一步增大,裂缝增多并变宽逐渐向倾斜向上、向下发展,后在试块的对角面附近形成破坏面,直到试块破坏。在试块的破坏中,呈现中部表面混凝土外鼓、起皮和剥落,后是上部四角混凝土块在形成贯通破坏面后脱落。机制砂混凝土终破坏型态是下部是较完整的五面体,其顶角在上顶面中间附近,上部是位于四角的破碎的四面体。从破坏形态来看,机制砂混凝土的破坏基本上均为粗骨料和水泥凝胶体面之间的黏结破坏,也发现有粗骨料被劈开的情况,表明机制砂混凝土的破坏形态与高强度天然砂混凝土比较接近,图给出部分机制砂混凝土试块的典型破坏形态。
    随着替代率的增大,裂缝出现相对较晚,裂缝出现相对较少,一旦裂缝形成发展较快,破坏面越陡,表现出较大的脆性,后破坏伴有较大的声响。
    通过对石料生产线所得机制砂表数据的分析,绘制出抗压强度一替代率关系曲线可以发现,随着替代率的增大,机制砂混凝土的抗压强度呈现增大的趋势,但是7d的龄期以后替代率为50%的机制砂混凝土的抗压强度均大于其他替代率的混凝土的强度。这说明:机制砂与天然砂的比例存在着一个佳掺量,在这个佳掺量范围内,混凝土的拌合物不但具有良好的施工和易性,而且硬化后的混凝土具有较高的强度和耐久性。本试验机制砂的替代率为50%时,混凝土7d以后强度高,说明该机制砂对天然砂的佳替代率为50%。7d后50%替代率的混凝土强度大于其他替代率混凝土强度,是因为在本试验条件下7d后,混凝土才能够充分水化。
    通过对表数据的比较,绘制出抗压强度一龄期关系曲线可以看出,随着龄期的增大,混凝土的抗压强度呈现增大的趋势,但是28d以后机制砂混凝土的增长较天然砂混凝土缓慢且随着替代率的增大而增长幅度减小。这可能是因为机制砂的物理性质,机制砂表面具有很多裂缝和缺陷,到28d以后,由于混凝土的破坏不再是在界面和水泥浆本身的破坏,而是机制砂自身的破坏所导致,因而机制砂与细砂混凝土的后期强度增长缓慢。28d后天然砂混凝土抗压强度增长率同比下降1%,而机制砂混凝土抗压强度增长率同比下降2%—4%。
    通过以上试验数据和分析图表可以看出,机制砂混凝土的抗压强度大于天然砂混凝土的抗压强度。这主要是由于机制砂改善了胶与集料界面的结构,提高了机制砂混凝土的密实度和集料问的机械咬合力:其一,机制砂表面结构优于天然砂,机制砂表面没有风化层,表面都是新鲜的岩面且棱角丰富。从上面的试验得知,机制砂的堆积密度大于天然砂的堆积密度,导致机制砂的孔隙率小;其二,机制砂含泥量很小,机制砂中低强度的轻物质含量较天然砂低;其三,机制砂中含有4.3%的石粉,石粉弥补了集料细粒含量偏小的缺陷,有效填充了骨料间的孔隙,不但使混凝土的毛细孔获得细化,而且使孔隙率减少,混凝土更加密实,进而改善混凝土的孔隙结构特征,改善浆一集料界面结构;石粉能够使水泥颗粒更加分散,从而使水泥水化更加充分,在水泥水化过程中起到一定的晶核作用,诱导水泥的水化产物析晶,加速水泥水化并参与水化物的形成。
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