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专题试验报告
石粉对人工砂MB值及砂浆性能影响的试验研究
一、试验目的:通过试验检验石粉对人工砂MB值及砂浆性能影响。
二、试验原理: 石粉是一种很细小的颗粒,有很大的表面积,而且颗粒中还有更细小的 孔——毛细管。这种毛细管具有很强的吸附能力,由于颗粒的表面积很 大,所以能与亚甲蓝溶液充分接触,当溶液碰到毛细管就被吸附 。根 据不同含量的石粉吸附亚甲蓝溶液的多少不同,所以可以判断石粉的掺 量。
4.砂的压碎指标实验 4.1按规定取样27kg,用四分法缩分至8kg左右,放在105±5摄氏度的 烘箱中烘干至恒量,待冷却至室温后,筛出公称粒径5.0mm及小于 630um的颗粒,然后筛分成315~63um;630 um -1.25mm;1.252.50mm;2.50-5.0mm四个粒径每级1000g备用。 4.2称取单粒级试样330g,精确至1g。试样倒入已经组装好的受压钢 模内,使试样距地盘的高度约为50mm。整个钢模内试样的表面,将加 压块放入圆桶内,转动一周使之与试样均匀接触。 4.3将装好试样的受压钢模置于压力机的支承板上,对准压力中心后, 开动机器,以每秒钟500N的速度加荷。加荷至25KN时稳荷5s后,以同 样速度卸荷。
7.7d折压强度
表七 水泥砂浆试块折压强度
山石粉掺量 平均抗折强度 平均抗压强度
(MPa)
(MPa)
0%
4.9
17.2
5%
7.0
32.7
10%
7.8
37.7
15%
8.0
43.5
20%
7.5
43.6
25%
7.7
38.0
30%
7.2
38.3
六、试验结果分析 本次试验目的是检验石粉对人工砂MB值及砂浆性能影响,主要是通
6.石粉+机制砂MB值
表六 亚甲蓝试验记录
山石粉掺量
机制砂质量 山石粉质量(g)
(%)
(g)
0%
200
0
5%
190
10
10%
180
20
15%
170
30
亚甲蓝用量 (ml) 7 10 10 10
20%
160
40
10
25%
150
50
10
30%
140
60
15
误差分析:1.亚甲蓝的浓度——不同浓度对MB值会产生影响,可是相同浓 度,不同的时间配制的亚甲蓝溶液,也会使溶液本身出现误 差,以致使所测得试验数据不稳定,出现误差。 2.混合液搅拌不均匀——由于搅拌机的扇叶未能将所有的砂 料充分搅拌,使得砂料里的山石粉未能与水充分的混合在一 起,形成均匀的悬浊液,以致试验数据出现偏差。 3.所用滤纸被污染——由于未能使滤纸在沾染过程中保持清 洁,使得滤纸接触其他灰尘杂质,会使石粉含量增加,使得 试验数据出现错误。
过不同品种的石粉分别以不同掺量(5%、10%、15%、20%、25%、 30%)掺入两种人工砂,全方面的检验石粉对人工砂MB值及砂浆性能影 响。
在亚甲蓝试验中,随着机制砂中掺入钙质山石粉质量的增多,机制 砂MB值也随之增加。经过多组实验,不同种类的石粉(钙质山石 卵石 粉、硅质石粉),掺入到机制砂、混合砂中,都会有这样的现象出现。
三、试验材料: 机制砂:通过砂的性质试验得知砂的颗粒级配为Ⅰ区砂,粗砂,表观密 度2620 kg/m3,堆积密度1460 kg/m3,砂空隙率为44.5%。机制砂 单级粒最大压碎指标为28%,属于Ⅲ类砂。 石粉:钙质山石粉
四、实验方法: 1.砂表观密度试验 1.1取样,并将试样缩分至1100g,放在105±5摄氏度的烘箱中烘干至 恒量,待冷却至室温后,分为大致相等的两份备用。 1.2称取试样500g,精确至1g。将试样装入容量瓶中,注入水至接近 500mL的刻度处,用手旋状摇动容量瓶,使砂样充分摇动,排除气泡, 塞紧瓶盖,静止24小时。然后用滴管小心加水至刻度处,塞紧瓶盖,擦 干瓶外水分,称出其质量,精确至1g。 1.3倒出瓶内水和试样,洗净容量瓶,再向容量瓶内注水至500mL的刻 度处,塞紧瓶塞,擦干瓶外水分,称出其质量,精确至1g。
149
148
225 1282.5+67.5 142 144
225
1215+135
134
134
225 1147.5+202.5 124 125
225
1080+270
121
122
225 1012.5+337.5 115 114
225
945+405
111
112
度 (mm)
148 143 134 124 122 114 112

累计筛 1% 41% 76% 93% 96% 97% 100% 余百分

细度模 4.11 4.02 平均 4.06 数
根据《建筑用砂》规范,本机制砂细度模数为4.06,砂的颗粒级配为 Ⅰ区砂。
4.压碎指标值 粒级(mm) 2.36-5.00
表四 压碎指标实验数据
筛余量
通过量 压碎指标
(g)
(g)
2.砂堆积密度实验 取试样一份,用漏斗或料勺将试样从容量筒中心上方50mm处徐徐倒 下,让试样以自由落体落下,当容量筒上部试样成椎体,且容量筒四周 溢满时,即停止加料。然后用直尺沿筒口中心线向两边刮平,称出试样 和容量筒总质量,精确至1g。
3.砂的筛分实验 3.1按人工四分法缩分试样。 3.2用于筛分析的试样,颗粒的公称直径不应大于10mm。试验前应先将 来样通过公称直径为10.0mm的方孔筛,并算出筛余。然后称取每份不 少于550g的试样两份,分别倒入两个浅盘中,放在105±5摄氏度的烘 箱中烘干至恒量,待冷却至室温后备用。 3.3准确称取烘干试样500g,置于按筛孔的大小顺序排列的套筛的嘴上 一只筛上,将套筛装入摇筛机内固紧,筛分时间为10min左右。然后取 出套筛,再按筛孔大小顺序,在清洁的浅盘上逐个进行手筛,直至每分 钟的筛出量不超过试样总量的0.1%时为止,直到每个筛全部筛完为 止。
通过水泥胶砂抗压、抗折强度的试验,掺入石粉和未掺入石粉的试 样强度进行比较,掺入石粉的试件的抗折、抗压强度都大大提高。随着 石粉掺量的增多,抗压、抗折强度也随之提高,但是达到最优掺量后, 强度就停止增长,并且有下降的趋势。钙质山石粉掺入机制砂的组合 中,石粉掺入量15%、20%之间是最优的石粉掺量。经过我们的多组试 验,得出结论,不同种类的石粉,掺入机制砂、混合砂等人工砂中,都 会出现这样的试验结果,只是最优的掺入量有所不同。出现这样的结果 的原因是,石粉可以填充原本的水泥与机制砂之间的空隙,增加了密实
加入5mL亚甲蓝溶液,继续搅拌1min,再用玻璃棒蘸取一滴悬乳液,滴 于滤纸上,若沉淀物周围未出现色晕,重复上述步骤,直至沉淀周围出 现1mm的稳定浅蓝色色晕。此时,应继续搅拌,不加亚甲蓝溶液,每 1min进行一次沾染试验。若色晕在4min内消失,再加入5mL亚甲蓝溶 液; 若色晕在5min内消失,再加入2mL亚甲蓝溶液。两种情况下,均 应继续进行搅拌和沾染试验,直至色晕可持续5min。
6.人工砂MB值试验 6.1将试样缩分至约400g,放在105±5摄氏度的烘箱中烘干至恒量,待 冷却至室温后,筛除公称直径大于2.50mm的颗粒备用。 6.2称取试样200g,精确至0.1g。将试样倒入盛有500 5ml蒸馏水的 烧杯中,用叶轮搅拌机以600±60rpm转速搅拌5min,使之成悬乳液, 然后持续以400 40rpm转速搅拌,直至试验结束。 6.3悬乳液中加入5mL亚甲蓝溶液以400±40rpm转速搅拌至少1min, 用玻璃棒蘸取一滴悬乳液,滴于滤纸上。若沉淀物周围未出现色晕,再
桶的体积(L)
堆积密度 (kg/m3)
1
1460
1
1460
平均堆积密度 (kg/m3) 1460
机制砂空隙率:1-(堆积密度/表观密度)=1-(1460/2620) =44.5%
3.机制砂筛分实验
筛孔尺 寸
(mm) 分计筛 余质量 (g)
4.75 6
2.36 215
表三 机制砂筛分数据
1.18 0.60 0.30 0.18 筛底 总质 量
175 83 12 2 5 498
分计筛 1.2% 43.2% 35.1% 16.7% 2.4% 0.4% 1.0% 余百分

累计筛 1.0% 44% 79% 96% 98% 99% 100% 余百分

分计筛 7 200 174 85 16 1 17 500 余质量 (g)
分计筛 1.4% 40.0% 34.8% 17.0% 3.2% 0.2% 3.4% 余百分
度,改善了薄弱的界面性质。相对而言,钙质石粉要比硅制石粉提高强 度的能力大,而山石粉要强于卵石粉。所以在实际工程中,适当添加石 粉可以增加强度,改善产品性质,更可以节省原材料,降低成本。
本次试验结果充分体现了石粉含量对人工砂MB值及砂浆性能影响, 试验基本达到了预期的目的。
250
80
24%
压碎指标平 均值
233
97
29%
28%
228
102
31%
1.18-2.36
248
82
25%
246
84
25%
26%
239
91
28%
0.600-1.18 274
56
17%
273
57
17%
17%
271
59
17%
0.300-
295
0.600
35
11%
294
36
11%
11%
292
38
12%
压碎值指标=(试样通过量/(试样筛余量+试样通过量))%
本机制砂单级粒最大压碎指标为28%,根据《建筑用砂》规范,机制砂
属于Ⅲ类砂。
5.胶砂流动度 掺入山 水泥质
表五 胶砂流动度数据
用水量 人工砂+山石粉
流动度
平均流动
石粉百 分比 0%
量 (g) பைடு நூலகம்50
5%
450
10%
450
15%
450
20%
450
25%
450
30%
450
(ml)
(g)
(mm)
225
1350+0
在胶砂流动度实验中,掺入不同质量的钙质山石粉对胶砂流动度有 显著的影响,随着掺入钙质山石粉质量的增加(0%、5%、10%、15%、 20%、25%、30%),水泥胶砂的流动度明显降低,从不掺入石粉时的 148mm,下降到掺入30%石粉时的112mm,其它种类的石粉(硅质石 粉、钙质卵石粉等)在掺入机制砂、混合砂时也出现此现象。相对来 说,钙质石粉比硅质石粉降低流动度更为明显。由此可以证明,无论使 用何种人工砂,掺入石粉都可以降低水泥胶砂的流动度,而且随着掺入 石粉质量的增加,流动度也随之降低。所以适量掺入石粉不仅可以改善 水泥砂浆的安定性,增加其工作性能,而且可以节约用砂量,减少成 本。
4.4取下受压模,移去加压块,倒出压过的试样,然后用该粒级的下限 筛进行筛分,称出试样的筛余量和通过量,精确至1g。
5.胶砂流动度的测试 5.1胶砂的制备:一次试样应称取材料的质量,水泥300g,砂750g, 水按预定的水灰比计算。也可按《水泥胶砂强度检验方法》(GB17785)规定称量水泥和砂。胶砂搅拌方法和水泥胶砂强度检验方法相同。 4.2再拌和胶砂的同时,用湿布抹擦跳桌台面、捣棒、截锥圆模和套模 内壁,并把它们置于玻璃板中心,盖上湿布。 5.3将拌好的水泥胶砂迅速的分两层装入模内,第一层装至圆锥模的 2/3处,用小刀在相互垂直两方向各划5次,再用圆柱捣棒自边缘向中 心均匀捣压15次;接着装第二层胶砂,装至3高出圆锥模20mm,用小刀 在相互垂直两方向各划5次,再用圆柱捣棒自边缘向中心均匀捣压10 次,捣压深度为第一层捣至胶砂高度1/2处,第二成捣至不超过已捣实 的底层表面。 5.4捣实完毕,取下套模,将小刀倾斜,从中间到边缘分两次以近水平 的角度抹去高出截锥圆模胶砂。将截锥圆模垂直轻轻向上提起。立刻开 动跳桌,以每秒钟一次的频率,在25±1s内完成25次跳动。 5.5跳动完毕,用卡尺测量水泥胶砂底部扩散的直径,取相互垂直的两 直径的平均值为该用水量的水泥胶砂流动度,用mm表示。
五、数据记录与数据处理:
1.表观密度
表一 表观密度实验数据
机制砂质量 砂+水+容量水+容量瓶质 表观密度
平均表观密度
(g) 瓶 质

(kg/m3) (kg/m3)

(g)
(g)
500
985
675
2630
2620
500
955
677
2610
2.堆积密度
机制砂质量 (g) 1463 1457
表二 堆积密度实验数据
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