含泥量對機制砂砂漿性能的影響

胡曉曼 董獻國

摘 要：通過不同含泥量對機制砂砂漿性能的影響，探討了含泥量對機制砂砂漿開裂、收縮、質量損失及強度的影響規律。結果表明：隨含泥量增大，機制砂砂漿開裂敏感性增大，收縮和質量損失增加，強度降低。

關鍵詞：含泥量；石粉；機制砂；砂漿性能

引言

在砂少石多地區，人們用機制砂代替河砂作細骨料使用。石粉是機制砂制造過程中產生的，與機制砂母巖礦物成分相同，適量的石粉對完善細骨料的級配，彌補混凝土工作性缺陷，提高混凝土的密實性都有益處；而泥粉是母巖在開采、破碎過程中夾帶的，其對混凝土和易性、強度、耐久性均有不良影響。因此，文章針對含泥量對機制砂砂漿性能的影響進行了試驗，以期為機制砂使用者提供相關試驗數據。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

水泥：合肥東華建材廠產P.O42.5水泥，其物理性能指標見表1。

表1 水泥物理性能指標

機制砂：廬江產石灰巖機制砂，其物理性能指標見表2。石粉為機制砂經水洗、篩分、烘干后的石粉，外摻用于調節機制砂中的石粉含量。

外加劑：江蘇蘇博特新材料股份有限公司產PCA-Ⅰ型高效減水劑（標準型），液態，外摻1.7%。

表2 機制砂和石粉物理性能指標

1.2 試驗方法

水泥砂漿抗壓、抗折強度參照GB/T17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》進行測試。砂漿試樣尺寸為40mm×40mm×160mm。

砂漿開裂采用武漢大學何真教授發明的橢圓環約束收縮開裂自動裝置[1～2]進行測試。

砂漿干燥收縮參照《水工混凝土試驗規程》（DL/T5150-2001）進行測試。

質量損失率為試件干縮至規定齡期的質量比干縮初始質量的減小率，采用電子秤測定，即

ML=■×100%

ML-質量損失率；m0-干燥初始的質量；mt-t天齡期的質量

2 試驗結果

骨料占混凝土質量的四分之三左右，而含泥量在骨料中比較常見，且對混凝土的強度、干縮、開裂、耐久性等性能產生不良影響，因此，本組試驗研究了機制砂中不同含泥量對砂漿開裂、干縮、強度的影響。砂漿配合比見表3。

表3 對機制砂砂漿配比（含泥量影響）

2.1 開裂時間

由表3可以看出，隨含泥量增大，砂漿的初始開裂時間減小，開裂敏感性增加。這是因為含泥量增大砂漿的需水量，在用水量相同時，砂漿比較粘稠，表3砂漿的跳桌流動度從220mm、180mm 到160mm依次降低；且含泥量阻礙了C-S-H凝膠之間及凝膠與骨料間的黏結，在開裂比較敏感的凝膠與骨料區域產生軟弱過渡層，使開裂時間隨含泥量的增大而減小，開裂敏感性增大。

2.2 收縮

含泥量對砂漿收縮性能的影響見圖1。從圖中可以看出，隨含泥量增加和石粉含量減小，砂漿干縮率增大。這可能是因為含泥量增大了砂漿的需水量，在用水量一定時，砂漿比較干稠，毛細管壁負壓增大，導致收縮增加。

2.3 質量損失

由圖2可以看出，其它條件不變時，機制砂中5%細粉全部為粘土時，質量損失最大；粘土含量占2%，石粉含量為3%時，質量損失最小；不含粘土，石粉含量為5%時，質量損失介于兩者之間。 這可能是機制砂中含2%粘土和3%石粉時，毛細孔數量大大減小，因此孔中自由水的散失比較少，質量損失最小。與此相反，機制砂中含5%粘土時，砂漿中的毛細孔比較多，自由水的散失最多，因此質量損失最大。

2.4 強度

按表3的配合比，機制砂砂漿7d抗壓強度C1、C2、C3分別為72.5MP、68.4MP、65.2MPa，28d分別為98.2MP、90.7MP、84.6MPa。從以上數據可以看出，隨含泥量的增加，砂漿抗壓強度依次降低，含泥量從0%增大到5%，砂漿7天抗壓強度降低了10%，28天抗壓強度降低了14%；機制砂砂漿7d抗折強度C1、C2、C3分別為10.0MP、9.7MP、8.8MPa，28d分別為12.4MP、11.9MP、12.2MPa，砂漿7天抗折強度降低了12%，28天抗折強度降低了1.6%左右。這主要是含泥量降低了骨料與水泥石界面間的粘結力，早期抗折和抗壓強度較低，含泥量對強度的影響不明顯；后期抗壓強度比較高，含泥量的存在明顯降低了界面間的粘結力，對抗壓強度的影響比較明顯，但對后期抗折強度影響不明顯。

3 結束語

通過三組不同含泥量對機制砂砂漿開裂、收縮、質量損失、抗壓強度、抗折強度試驗，得出如下結論：

（1）隨含泥量增大，機制砂砂漿開裂時間減短，開裂敏感性增大；干燥收縮隨含泥量的增加而增大；質量損失在含泥量2%、石粉含量3%時損失率最小。

（2）在強度方面，含泥量對抗壓強度和早期抗折強度影響明顯，對后期抗折強度影響不明顯。

參考文獻

[1]何真，李宗津，李文萊.一種橢圓環約束開裂自動監測試驗裝置[P].中國實用新型專利，專利號：ZL02284045.1.

[2]Z HE，X M Zhou and Z J Li. New experimental method for studying early-age cracking of cement-based materials[J].ACI Mater J， 2004， 101（1）：50-56.

作者簡介：胡曉曼（1979-），女，河南省漯河市郾城縣、現供職單位為安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院、工程師，碩士，主要從事建筑材料的檢測及研究。