機制砂、天然砂及特細砂的混合使用

鄭興民，李青青，陳松玉

（1.無錫市德濟商品混凝土有限公司，江蘇　無錫　214000；2.吳江市潤建商品混凝土有限公司，江蘇　吳江　215200）

機制砂、天然砂及特細砂的混合使用

鄭興民1，李青青1，陳松玉2

（1.無錫市德濟商品混凝土有限公司，江蘇無錫214000；2.吳江市潤建商品混凝土有限公司，江蘇吳江215200）

本文采用機制砂、天然砂和特細砂混合使用，不但在混凝土拌合物性能及硬化后的強度和耐久性上取得與單用天然砂相同的效果，更在經濟效益與確保質量方面比單用天然砂更勝一籌。

機制砂；混合砂；質量；經濟效益

0　前言

隨著過去 10 年的大規模建設，我國的天然砂資源日漸枯竭，再加上天然砂的分布不均勻，導致目前天然砂的質量是越來越不穩定，而且價格一路高漲。在江蘇省這種情況愈加明顯，于是使用機制砂代替天然砂便是大勢所趨。

機制砂是巖石經過除土開采、機械破碎篩分而成的，公稱粒徑小于 5.00mm 的巖石顆粒。由于機制砂顆粒粗，細度模數大，一般都在 3.2 以上，所以實際使用過程中，都是機制砂和天然砂混合使用，以調整混合砂的細度和區間，本文主要就此進行試驗研究與探討。

1　試驗所用的原材料

水泥： P?Ⅱ52.5，主要性能指標如表 1。

表1　水泥的主要性能

粉煤灰： F 類 Ⅱ 級粉煤灰，相關性能指標如表 2。

表2　粉煤灰的主要性能　　　　　　　%

礦粉：張家港恒昌建材生產的S95，相關性能如表 3。

表3　礦粉的主要性能

外加劑：HPCA 泵送劑，摻量為 1.4%，相關性能指標如表 4。

表4　HPCA 泵送劑的主要性能

石子：選用低堿活性的由浙江生產的粒徑為 5～25mm 連續級配的碎石，壓碎值為 8.2%，針片狀含量 7.5%，含泥量為0.6%。

機制砂：細度模數3.5，相關性能如表 5。

表5　機制砂的主要性能

天然砂：湖砂，細度 2.5，相關性能如表 6。

表6　天然砂的主要性能

特細砂：江砂，細度模數 0.9，相關性能如表 7。

表7　特細砂的性能指標

2　配合比的確定

選用了 3 個配合比，編號分別為 A、B、C。A 為純天然砂配合比（砂細度模數 2.5），B 為機制砂和特細砂混合配合比（比例為 65∶35，混合砂細度模數為 2.6，混合砂的相關性能指標如表 8），C 為機制砂、天然砂和特細砂混合配合比（比例為 45∶35∶20，混合砂細度模數為 2.6，相關混合砂的性能指標如表9），配合比相關材料用量如表 10。

表8　機制砂和特細砂比例為65∶35的混合砂相關性能

表9　機制砂、天然砂和特細砂比例為 45∶35∶20 的混合砂相關性能

表10　A、B、C 各種配合比材料用量　　　kg/m3

混凝土拌合物的各項性能及立方體抗壓強度如表 11。

表11　混凝土拌合物各項性能及抗壓強度

對 A 和 C 的混凝土試件進行抗水滲透試驗，水壓從0.1MPa 開始，每 8h 增加 0.1MPa，直到 1.1MPa，A 和 C 試件都未出現滲水現象，測得A和C的滲水高度分別為25mm和28mm。

3　討論分析

由于機制砂表面粗糙，棱角多，針片狀含量也多，而且細度模數偏大，尤其是 0.315mm 大多低于 15%，因此不宜單獨拌制混凝土，特別是泵送混凝土。而特細砂，由于0.315mm 以下過多，造成比表面積增大，引起用水量增多，進而造成強度的降低，按照 JGJ 52-2006《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》條文說明，特細砂宜配制低流動度混凝土，最小水泥用量應比一般混凝土增加 20kg/m3，再加上流動性不良，所以不適合拌制泵送混凝土，B 配合比中所用的混合砂，由于只用了機制砂和特細砂，造成 2.5mm 以上和 0.315mm 以下偏多，混合砂總體級配不良，0.315mm 篩余量為 14.3%，低于泵送混凝土要求15%以上，空隙率也比較大，因而拌制的混凝土和易性不良及出現離析泌水現象，坍落度損失也比較大。

而按一定比例將機制砂、天然砂和特細砂混合后能彌補以上的不足，使混合砂的級配及空隙率得以改善，完全達到了 Ⅱ 區的要求，0.315mm 篩余量為 23.6%，在混凝土拌合物各項性能和強度方面取得了與單用天然砂相同的結果。并且由于孔隙率小，密實度高，改善了混凝土孔隙結構，所以抗水滲透性能也好，達到了常用抗滲等級 P8 的要求。

4　工程應用

某工程樓面 C30 泵送混凝土 150m3，所用配合比中的砂為機制砂、天然砂和特細砂的混合砂，澆筑過程中混凝土和易性良好，無論標養試塊或同樣試塊，強度都達到了設計要求，且至今一年多未發現混凝土起砂或混凝土開裂情況。

5　經濟效益

天然砂的價格目前為 58 元/噸，機制砂為 45 元/噸，特細砂為 25 元/噸，同等效果下，混合砂比單用天然砂的成本也節約不少。

由于天然砂的質量不穩定，現在采取機制砂、天然砂和特細砂的混合使用，可以靈活地調整砂的細度及級配，保證了混凝土的泵送性能和質量。

6　結論

（1）采用機制砂、天然砂和特細砂混合后的混凝土，不管在混凝土拌合物性能，以及在混凝土硬化后的強度和耐久性方面，都達到了單用天然砂相同的效果。

（2）采用機制砂、天然砂和特細砂混合后的混凝土，不但取得經濟效益，更在靈活調整砂的細度和級配上比單用天然砂更勝一籌，確保了混凝土的質量。

［通訊地址］江蘇省南通市南通建龍商品混凝土有限公司（215300）

鄭興民（1977-），男，工程師。