金刚砂混凝土配合比及力学性能研究

发布作者:腾泽环保 发布时间:2020-05-26 浏览次数:
我国含有丰富的天然金刚砂,每年都生产并出口大量金刚砂产品。良好的耐磨性使得它在工业上得以广泛应用,但金刚砂在路面使用上仍属少见。金刚砂是质地坚硬和多棱角的结晶体,又是一种颗粒严密的高强韧骨料,具有化学性稳定、强度高、硬度大和耐磨等优点。能否在金刚砂能提高路面的耐磨性的同时,获得较高的力学强度是值得研究的。要配制较理想的金刚砂混凝土,首先应选择与基材强度相适应的金刚砂品种,对不同金刚砂的标号进行试验配比。其次要选择合理的砂率和水灰比,还需考虑粉煤灰、硅灰和高效减水剂等的影响。本文试图以金刚砂对混凝土力学强度的贡献为出发点,以大量试验数据为基础,给出了金刚砂的类型与掺量,通过对金刚砂混凝土进行了配合比设计和力学性能分析,以获取具有优良力学特性的金刚砂混凝土。
通过直观分析,从表3和表4看出以下几点。
①影响抗压(抗折)强度的主要因素是水灰比,次要因素是粉煤灰掺量,减水剂对抗压、抗折强度的影响因素小;而影响坍落度的主要因素为粉煤灰掺量,减水剂和水灰比是次要因素。
②抗压(抗折)强度随着水灰比的减少而增加。粉煤灰掺量对T的影响呈上升趋势,并且有一峰值,超过峰值T会减少,可见粉煤灰对T的影响存在最优掺量。
③从极差看出,减水剂在112时K最大,此时减水剂对和易性产生的效果最好。
通过对普通混凝土配合比、粉煤灰混凝土配合比和硅灰混凝土配合比等对比试验的各因素水平评价、方差分析及回归分析,最终选择力学性能及工作性都较好的几组,进行掺加金刚砂的试验,以制备低塑干硬性混凝土。
总之,金刚砂的加入,不仅使水泥混凝土具有良好的工作性,而且随着金刚砂的均匀掺入,使水化产物形成的空间结构的均匀性提高,以金刚砂硬度大和高韧性的特点,加之其与水泥混凝土较好的结合,增强了混凝土的强度。所以,以适量的金刚砂、粉煤灰和硅灰为掺料,能改善混凝土的毛细结构,增强骨料与水泥浆之间的粘结力,加强密实性。
为了使金刚砂混凝土路面获得较高的强度和良好的和易性,对各组分进行综合分析,拟订了最优配合比方案。在充分发挥各组分的功效及节约成本的前提下,掺入金刚砂,获得了良好的工作性和抗折及抗压强度。这样,金刚砂混凝土在优良力学特性的基础上,耐磨强度也大大高于路面混凝土的技术要求。而且通过测算比较,材料的使用年限的提高,将降低长期成本和提高经济效益。应用金刚砂水泥混凝土的正交配合比设计,可以定量地分析水胶比、各掺料掺量和水泥强度等对混凝土强度的影响;线形回归分析的应用,可以将水胶比和掺量等对混凝土强度的影响用一个方程式来表示,既可预测混凝土在试验范围内的强度,又可评估其精度,使混凝土配合比设计简单可靠。总之,金刚砂混凝土的研究,使金刚砂应用范围大大拓宽。金刚砂混凝土路面不仅能提高收费广场和其他特殊地段(如陡坡路段)的耐磨性能,而且在高等级公路和城市道路的推广和应用中,同样具有重要的价值与意义。
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