綠色建材機制砂在混凝土中應(yīng)用研究

毛鳳麗, 程 娜, 米永剛

(西京學(xué)院 土木工程學(xué)院，陜西 西安 710123)

?

綠色建材機制砂在混凝土中應(yīng)用研究

毛鳳麗, 程 娜, 米永剛

(西京學(xué)院 土木工程學(xué)院，陜西 西安 710123)

用機制砂代替人工砂配制混凝土，由于機制砂表面粗糙可以增加膠凝材料和粗骨料握裹力及相互的粘結(jié)性，形狀不規(guī)則可以增加混凝土的密實性。研究表明：機制砂配制強度要高于天然砂混凝土配制強度。機制砂的出現(xiàn)，從市場價格和工作性能上都能代替天然砂。

機制砂；配合比；試驗

1 引言

根據(jù)GB/T14684-2011 建設(shè)用砂標(biāo)準(zhǔn)，按產(chǎn)源可分為天然砂和人工砂兩類，人工砂又分機制砂和由機制砂與天然砂混合而成的混合砂[1，2]。隨著建設(shè)工程項目不斷增加，天然河砂需求量日益增加，但天然河砂資源又較為貧乏，加之天然砂的質(zhì)量日益下降，已經(jīng)嚴(yán)重影響了混凝土產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)發(fā)展，而機制砂的出現(xiàn)，不論是價格或工作性能上都能代替天然砂。這種綠色建材的使用為綠色建筑的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)[2，3]，是未來建筑業(yè)發(fā)展的主流趨勢。

機制砂又名人工砂，是巖石經(jīng)除土機械破碎篩分制粒徑小于4.75mm的巖石。機制砂表面粗糙因而可以增加膠凝材料和粗骨料握裹力和相互的粘結(jié)性，不規(guī)則形狀可以增加混凝土的密實性，但機制砂的形狀和細(xì)度模數(shù)是穩(wěn)定的，并且通過實驗得到，機制砂的配制強度要高于天然砂混凝土配制強度[4～6]。為了充分發(fā)揮機制砂在預(yù)拌混凝土中的優(yōu)勢，進(jìn)行一下實驗研究。

2 實驗參數(shù)

(1)水泥，性能指標(biāo)見表1。

(2)粉煤灰。性能指標(biāo)：細(xì)度18%，需水比102%，燒失量2.5%，含水量0.1%。

表1 水泥主要性能指標(biāo)

(3)機制砂。性能指標(biāo)：石粉含量9.5%，泥塊含量0%，細(xì)度模數(shù)2.9，表觀密度2660 m3/kg，松散堆積密度1640 m3/kg，緊密密度1840 m3/kg，壓碎指標(biāo)18.6，空隙率38%。

(4)天然砂。性能指標(biāo)：含泥量2.8%，泥塊含量0.4%，細(xì)度模數(shù)2.5，表觀密度2610 m3/kg，松散堆積密度1480 m3/kg，緊密密度1790 m3/kg。

(5)碎石。性能指標(biāo)：含泥量0，表觀密度2650 m3/kg，松散堆積密度1520 m3/kg，針片狀含量6%，壓碎值11，空隙率43%。

(6)外加劑。性能指標(biāo)：含固量8.6%，密度1.038 g/cm3，凈漿流動度260 mm，減水率26%。

3 用機制砂與天然砂配制不同強度等級混凝土

配合比見下表2、表3。

表2 用機制砂配制的不同強度等級混凝土

表3 用天然砂配制的不同強度等級混凝土

4 用機制砂與天然砂配制不同強度等級混凝土

工作性能及強度見表4、表5。

表4 機制砂配制的混凝土工作性能及強度

表5 天然砂配制的混凝土工作性能及強度

5 試驗結(jié)果分析

(1)表4、表5可以看到機制砂與天然砂配制的混凝土相比，雖然工作性能比天然砂稍差，但是強度要比天然砂高。

(2)表4可見：隨著膠凝材料的增加，標(biāo)號的提高，機制砂的工作性能不斷在提高。

(3)從表2中可以看出同標(biāo)號的混凝土機制砂的砂率要比天然砂配制的砂率高，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整砂率，還要找到外加劑與機制砂的最佳摻量，也能提高機制砂的工作性能。

總之，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整可使機制砂的工作性能完全能滿足預(yù)拌混凝土的技術(shù)要求。

6 經(jīng)濟分析

從實驗結(jié)果中看，機制砂在預(yù)拌混凝土中的效果優(yōu)于天然砂。在開采方面天然砂受到嚴(yán)重制約，而機制砂資源豐富易得，天然砂價格每方約為85元，比其有明顯優(yōu)勢，為預(yù)拌混凝土節(jié)約大量成本。所以開展機制砂在預(yù)拌混凝土中研究應(yīng)用勢在必行。同時，也是促進(jìn)綠色建材發(fā)展的有利措施之一。

7 結(jié)論

機制砂生產(chǎn)場所固定，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，不必?fù)?dān)心砂中含泥量和泥塊含量超標(biāo)。且其細(xì)度模數(shù)大，能減少用水量，提高混凝土砂率[7-8]，增加混凝土工作性。機制砂不但能增加混凝土的密實度，還能減少水泥節(jié)約成本，并且在預(yù)拌混凝土中的強度及耐久性都高于天然砂。目前已有國家標(biāo)準(zhǔn)可參照執(zhí)行。

[1]中華人民共和國質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 14684- 2011,建筑用砂[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

[2]中華人民共和國質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局..JGJ52-2006,普通混凝土用砂石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2006．[3]孫澤田,楊樹桐.實現(xiàn)綠色混凝土的新途徑[J] .混凝土,2013(12):117～119．

[4]李鳳蘭,朱 倩,徐陽洋.C45級原狀機制砂混凝土試驗研究[J].混凝土,2010(2)：84～86．

[5]岳海軍,李北星,周明凱,等.水泥混凝土用機制砂的級配探討與試驗[J].混凝土,2012(3):91～94．

[6]葉俊能,楊亞勤,徐文冰,等.管片用C50機制砂混凝土配合比設(shè)計及性能研究[J].施工技術(shù),2013,42(18) :62～65

[7]艾長發(fā),彭 浩,胡 超,等.機制砂級配對混凝土性能的影響規(guī)律與作用效應(yīng)[J].混凝土,2013(1):73～76．

[8]胡曉曼,董獻(xiàn)國.機制砂和細(xì)砂在 C60高性能混凝土中的研究[J].混凝土,2012(1):91～93．

2016-08-04

西京學(xué)院校級大創(chuàng)(編號：12715201637)

毛鳳麗(1994—)，女，西京學(xué)院 土木工程學(xué)院學(xué)生。

TU50

A

1674-9944(2016)18-0134-02