论文总字数：22096字

摘 要

石粉作为机制砂的重要组分，其含量、品质及量质耦合作用显著影响混凝土的性能，特别是会对机制砂混凝土流变性能产生影响；聚羧酸减水剂是目前混凝土工程中应用最广泛的减水剂之一，也是机制砂混凝土的重要组分。因此研究石粉与聚羧酸减水剂的适应性能提高减水剂的利用率，也有利于机制砂混凝土的实际应用。本文主要研究了石粉岩性、石粉细度以及石粉MB值对掺石粉的水泥胶砂流动度的影响规律，测定了掺不同亚甲蓝值、不同石粉含量的水泥胶砂达到等流动度条件下的聚羧酸减水剂用量；总结提出了通过胶砂流动度比评价石粉吸附性能的试验方法，最后分析了聚羧酸减水剂的作用机理以及石粉特性对聚羧酸减水剂适应性的影响机理。

关键词：机制砂；石粉；聚羧酸减水剂：适应性

Abstract

Micro fines, as an important component of manufactured sand, the content, quality and the coupling of quantity can significantly affect the performance of concrete, especially the rheological properties of concrete. Plycarboxylic superplasticizer is also an important component of concrete, which can guarantee the fluidity of cement slurry and improve the workability of concrete. Therefore, the study on the adaptability of micro fines and plycarboxylic superplasticizer can improve the utilization rate of plycarboxylic superplasticizer and provide theoretical basis for the application in practical engineering.This paper mainly analyzed and summarized how micro fines affect the mortar fluidity by change their lithology, particle size and MB value. Then studied the amount of polycarboxylic superplasticizer under the conditions of different MB value and micro fines content. An experimental method was proposed to evaluate the adsorption performance of micro fines through the determination of its mortar fluidity. Finally, the mechanism of how does the polycarboxylic superplasticizer work was analyzed through observe its molecular structure , and the adaptability mechanism between micro fines and polycarboxylic superplasticizer was analyzed from the aspects of lithology, content and MB value of micro fines.

Key Words：manufactured sand；micro fines；polycarboxylic superplasticizer; compatibility

目 录

第1章绪论 1

1.1研究背景与意义 1

1.2石粉对混凝土性能的影响 1

1.3石粉与聚羧酸减水剂适应性研究 2

1.4研究目的与内容 2

第2章石粉特性对掺聚羧酸减水剂水泥胶砂流动度比实验 4

2.1原材料 4

2.1.1水泥 4

2.1.2砂 4

2.1.3石粉 5

2.1.4拌和用水标准砂 6

2.1.5泥粉 6

2.1.6减水剂 7

2.1.7亚甲蓝 7

2.2实验方法 7

2.2.1石粉的基本理化性能 7

2.2.2石粉的吸附性 8

第3章石粉特性对水泥胶砂流动度的影响 10

3.1实验配合比 10

3.2石粉岩性对流动度比的影响 10

3.3石粉细度对流动度比的影响 11

3.4石粉MB值对流动度比的影响 12

3.5石粉特性对外加剂适应性的影响 14

3.5.1实验配合比 14

3.5.2石粉MB的影响 15

3.5.3石粉含量的影响 15

第4章用流动度比评价石粉的吸附性能 16

4.1评价石粉吸附性能的几种方法 16

4.2实验概况 17

4.3实验材料及设备 17

4.4水泥胶砂配合比 17

4.5实验步骤 17

4.6小结 18

第5章石粉特性对聚羧酸减水剂适应性的影响机理 19

5.1聚羧酸减水剂 19

5.1.1分子结构 19

5.2石粉特性对聚羧酸减水剂的影响 20

5.2.1作用机理 20

5.2.1.1石粉和水泥对减水剂的竞争吸附 20

5.2.1.2zeta电位 20

5.2.2石粉特性对聚羧酸减水剂适应性的影响分析 21

5.2.2.1石粉岩性对水泥浆体流动度影响机理 21

5.2.2.2石粉含量对聚羧酸减水剂适应性的影响 21

5.2.2.3石粉MB值对聚羧酸减水剂适应性的影响 22

第6章总结与展望 24

6.1总结 24

6.2展望 25

致谢 26

参考文献 27

第1章 绪论

在实现社会主义现代化的进程中，我国的经济、文化、科技等飞速发展，建筑工业作为与基础设施建设息息相关的行业，更是发展迅猛。2018年，我国混凝土的年工程量已经超过了世界总量，我国经济的飞速发展离不开混凝土工业。混凝土的需求量与日俱增，砂作为混凝土中最重要的组分之一，其巨大的需求量导致了近年来的大力开采，然而天然砂资源还是供不应求，过度开采甚至严重破坏了当地的生态环境。此时，机制砂的出现很好的解决了这一难题，因其具有明显的环保及社会经济综合效益逐渐成为建设用砂的主流。

1.1研究背景和意义

机制砂俗成人工砂，是指经除土后，由机械破碎、筛分制成的粒径小于4．75 mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒。关于机制砂应用上的研究，我国相对国外起步较晚，但通过国内学者的不懈努力以及从业者的不断实践，目前机制砂在我国道路工程、桥梁水电等方面的应用已经十分广泛。2001年我国也初步制定了《建筑用砂》（GB/T2001）中机制砂的相关质量标准及技术要求，为全面推广机制砂混凝土奠定了基础。

机制砂与天然砂的区别主要在以下几个方面^[1]：（1）机制砂原料可以是矿山尾矿或工业废渣等废弃资源，而非短期内不可再生的天然资源；（2）机制砂通过机械破碎处理，从而可以调整其颗粒级配、细度等；（3）天然砂长年饱受风雨的洗礼，表面的凸起都被磨平；而机制砂表面粗糙，粒形不规则，其比表面积比天然砂大得多；（4）机制砂在生产过程中会产生一些石粉。其中区别于天然砂最显著的特点就是其含有大量粒径小于0.075mm的石粉颗粒，石粉作为其不可避免的组分，能显著影响制成混凝土流动性、强度、耐久性等各方面性能。因此，研究石粉对机制砂混凝土的影响对工程中的应用具有重大意义。

1.2石粉对混凝土性能影响

研究表明，石粉的存在完善了机制砂的级配，还可以提高浆体的体积，改善混凝土的和易性以及体积稳定性等。但过量的石粉也会对混凝土带来不良影响，如收缩开裂等。

姚燕研究了白云岩石粉对水泥基材料流变性能的影响，发现随石粉掺量增加，水泥净浆流动度不断增大，且增长率也在增大。直到石粉掺量达到15%之后，其增长速率变慢直至稳定。

王振^[2]分别研究了石灰岩石粉、石英岩石粉对水泥胶砂流动性能的影响，证明了不同岩性石粉的临界掺量也不同。其中石灰岩石粉为10%，石英岩石粉为20%，不大于这一临界值时都有利于改善水泥胶砂流动度。

姚楚康^[3]研究了石粉MB值在其余条件相同时，与混凝土性需水量出线性关系。石粉MB值会对混凝土的各种力学性都产生影响，且大多是负面作用。

1.3 石粉与聚羧酸减水剂适应性研究

减水剂是常用的混凝土外加剂，它能在维持混凝土塌落度不变的情况下减少拌合用水量。减水剂大多是阴离子表面活性剂，加入混凝土拌合后可以分散水泥颗粒，改善其工作性和流动性，节约水泥用量。减水剂的种类有很多，聚羧酸减水剂性能较高的减水剂之一，也是现代混凝土工程中最常用的外加剂。研究石粉与聚羧酸减水剂的适应性能提高减水剂的利用率，还为配制高性能混凝土提供技术指导与理论依据。

Burgos-Montes.O^[4]等认为石粉颗粒对减水剂特别是聚羧酸减水剂有很强的吸附能力。Alonso.M.M^[5]等的研究也证明了以上观点，还发现石粉颗粒对聚羧酸减水剂的吸附作用会随着减水剂的酸醚比成正比，但如果石粉过量，这种吸附作用会对混凝土性能产生不良影响。

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