机制砂级配对品质参数的影响规律研究.doc

由不同粒度组成的散状物料中各级粒度所占的百分比组合称为颗粒级配。颗粒级配常以各粒级颗粒占总量的百分数来表示，由不间断的各级粒度所组成的称连续级配;只由某几级粒度所组成的称间断级配，合理的颗粒级配是使配料获得低空隙率的重要途径。 机制砂由于其生产工艺的不同，其颗粒级配往往千差万别;此外，机制砂多为一次机械破碎生产而成，导致机制砂颗粒的粒型棱角分明，且颗粒较粗，并且原状机制砂粉体含量较高，导致机制砂的级配常常呈现“两头大，中间小”的状态，对于机制砂的利用十分不利。在天然砂的应用过程中可以通过判断其级配类型，在配合比中进行简单调整后，混凝土就能够满足施工现状，然而机制砂的级配变化多种多样，不同级配机制砂的应用性能更是相差巨大，天然砂的调控方法已经不再适用于机制砂。机制砂级配是影响机制砂产品性能的重要因素，因此需要重点研究级配改变对机制砂品质参数的影响规律。本文研究中，通过人工配制若干种机制砂，分别测定机制砂的基本品质参数，并挖掘级配变化对机制砂品质参数影响的内涵规律。 1原材料 (1)水泥为小野田P.O52.5水泥，水泥的比表面积为335m2/kg，表观密度为3245kg/m3，基本的物理性能如表1所示。(2)机制砂由福建省南方路机有限公司提供。(3)天然砂。 2试验内容 2.1试验方案 通过测定不同级配机制砂的细度模数以及堆积密度等参数的改变，明确机制砂级配改变对自身品质参数的影响，并研究这些品质参数的内在关联性。 按照国标中给出的Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区的上限与下限以及两者的中值进行机制砂的配制，并在每个区域内进行进一步的等分配制，每个级配分区内配制5种不同级配的机制砂，总计15组机制砂。在此基础上，随机设定5组不同的机制砂级配，配制相应的机制砂，以验证相应的参数关联性结果，力求覆盖常规机制砂生产的级配范围，具体的级配结果见表2。机制砂的配制过程中，筛除了机制砂中小于75μm的石粉颗粒，以保证试验结果的精确性。 对表2中的20组机制砂，根据累计筛余量以及分区的变化，绘制相应的级配变化趋势图，见图1－4。 由图1～4中可以看出，按照国标分区配制的机制砂的级配，随着各档筛余颗粒含量的等分变化，级配的变化富有规律性，联系紧密，而随机配制的5组机制则规律性不显著。通过人工配制的20种不同级配的机制砂，实现了不同级配分区机制砂的连续级配变化，所配制的20种机制砂覆盖了大部分实际生产机制砂的级配区间，为后续研究奠定基础。 研究中根据GB/T1486－2011《建设用砂》中提供的机制砂松散堆积密度和紧密堆积密度的测定方法，测定不同级配机制砂的松散堆积密度和紧密堆积密度;根据天然砂细度模数的计算方法计算所配机制砂的细度模数;采用50%机制砂取代天然砂，胶砂比1:3，测定达到100%天然砂流动度水平情况下，所需用水量的比值，定义为机制砂需水量，测定不同级配机制砂需水量的变化。通过这些数据的对比以及内在的关联性分析，初步探索机制砂级配改变造成机制砂产品性能改变的根本原因。 2.2机制砂品质参数的变化规律 级配是一种概括性、综合评价机制砂粒径分布特征的方法，因此不同级配的机制砂，一些品质参数也发生着重要改变。众多的品质参数改变并影响机制砂的使用性能，正是级配变化在机制砂应用中的实际影响规律。分别研究机制砂细度模数、堆积密度、需水量的变化规律，将级配的变化转化为若干基本参数的联动作用。 (1)细度模数的变化规律天然砂的级配评价中，常采用细度模数来模糊表征砂的级配好坏。一般认为处于中砂区域的砂，即细度模数为2.3～3.0的砂，在胶砂和混凝土应用中，性能良好。对于机制砂来说，由于其颗粒形貌的影响以及石粉的存在，机制砂的级配优良评判标准不能以单一的细度模数指标来予以评价。 由表3中前15组的数据可以看出，随着机制砂的级配由Ⅲ区逐渐向Ⅰ区过渡，机制砂的细度不断增加，即细度模数应不断的增大。但是，表中数据可以看出，随着级配的转变，机制砂的细度模数并没有规律性持续增大，级配为Ⅲ区上限的机制砂，其细度模数为2.39，而级配为Ⅱ区下限的机制砂，其细度模数为2.11，从这个对比数据可以看出，机制砂的级配与细度模数有一定的相关性，但是细度模数值的变化并不能全面反映机制砂的级配分区。 (2)堆积密度的变化规律机制砂的级配变化对于机制砂本身的堆积密度有较大影响。对比表3中前15数据可知，随着机制砂的级配由Ⅲ区逐渐向Ⅰ区过渡，机制砂的自然堆积密度不断的增加，机制砂的紧密堆积密度则存在极值点，机制砂的级配处于Ⅱ区的中值时，机制砂的紧密堆积密度达到最大值。由表3可知，随着机制级配由Ⅲ区向Ⅰ区变化，机制砂的自然堆积密度呈上升趋势。当机制砂的级配处于Ⅰ区上限时，机制砂的自然堆积密度达到最大值，为1614kg/m3。对于Ⅲ区的机制砂来说，随着机制砂级配的改变，机制砂自然堆积密度的变化趋势较为平缓