不同摻量特細(xì)砂對(duì)機(jī)制砂混凝土性能的影響

黨昆飛

（延津縣金基混凝土有限責(zé)任公司，河南 新鄉(xiāng) 453201）

不同摻量特細(xì)砂對(duì)機(jī)制砂混凝土性能的影響

黨昆飛

（延津縣金基混凝土有限責(zé)任公司，河南 新鄉(xiāng) 453201）

本文通過(guò)特細(xì)砂摻入量分別以 0%、10%、20%、30%、40%、50% 代替機(jī)制砂拌制混凝土，試驗(yàn)其拌合物性能，并成型進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。試驗(yàn)得出當(dāng)特細(xì)砂摻入量為 20% 時(shí)，混凝土拌合物性能最佳，且其抗壓強(qiáng)度最高，比摻 0% 的 28 天強(qiáng)度高2.7MPa，比摻 50% 的 28 天強(qiáng)度高 6.3MPa。

機(jī)制砂；特細(xì)砂；混凝土；和易性；強(qiáng)度

0 引言

本地區(qū)（河南）由于材料資源的限制，沒(méi)有較多的河砂可用，大部分只能用機(jī)制砂與特細(xì)砂（本地區(qū)俗稱的黃河面砂）混合配制混凝土。而機(jī)制砂級(jí)配往往是兩頭大中間小，尤其當(dāng)其較粗時(shí)，若單獨(dú)使用機(jī)制砂，混凝土容易離析，不包漿，砂石分離，致使混凝土無(wú)法泵送、難以使用。而本地區(qū)恰恰有著豐富的特細(xì)砂，特細(xì)砂級(jí)配是中間大兩頭小，級(jí)配單一，比表面積大、需水量大，特細(xì)砂不宜單獨(dú)用于混凝土中，然而可以與機(jī)制砂混摻起到互補(bǔ)的作用。本試驗(yàn)將細(xì)度模數(shù)為 0.8 的特細(xì)砂按 0%、10%、20%、30%、40%、50%分別替代細(xì)度模數(shù)為 3.1 的機(jī)制砂拌制混凝土進(jìn)行試驗(yàn)，得出了特細(xì)砂與機(jī)制砂的最佳比例，為本地區(qū)機(jī)制砂混凝土的配制和生產(chǎn)提供一些參考。

1 試驗(yàn)原材料

1.1 原材料

（1）水泥：品種為 P·O42.5，長(zhǎng)垣縣同力水泥有限公司生產(chǎn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合 GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》的要求?；拘阅芤?jiàn)表 1。

表 1 水泥的物理與力學(xué)性能

（2）摻合料

粉煤灰：采用Ⅱ級(jí)粉煤灰，細(xì)度 17.8%，需水量比100%，燒失量 3.1%。

礦粉：采用 S95 級(jí)礦粉，比表面積 431m2/kg，7d 活性82%，28d 活性 99%。

（3）粗骨料：采用 5～25mm 連續(xù)級(jí)配碎石，其松散堆積密度為 1540kg/m3，表觀密度為 2710kg/m3，含泥量 0.5%。

（4）細(xì)骨料

機(jī)制砂：細(xì)度模數(shù) 3.1；特細(xì)砂：細(xì)度模數(shù) 0.8；其性能指標(biāo)見(jiàn)表 3，篩余見(jiàn)表 4。

表 3 細(xì)骨料性能指標(biāo)

表 4 機(jī)制砂篩分析情況 %

（5）采用聚羧酸高效減水劑，固含量 11.3%，減水率為21.3%，水泥凈漿流動(dòng)度 240mm。

（6）水：自來(lái)水。

2 試驗(yàn)方法

以只用機(jī)制砂的配方作為基準(zhǔn)配比，試拌。保持細(xì)集料總量不變，再分別以特細(xì)砂按 10%、20%、30%、40%、50% 的摻量代替機(jī)制砂分別試拌，配合比見(jiàn)表 5。依據(jù) GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》經(jīng)行試驗(yàn)，分別測(cè)其坍落度、擴(kuò)展度，并觀察其流動(dòng)性、粘聚性、保水性。并按照 GB/T 50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》成型，檢測(cè) 3d、7d、28d 抗壓強(qiáng)度，通過(guò)對(duì)比得出結(jié)論。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

（1）特細(xì)砂不同摻量，對(duì)混凝土拌合物狀態(tài)的影響見(jiàn)表6 及圖 1 和 2。

當(dāng)不摻特細(xì)砂時(shí)，由于機(jī)制砂偏粗，使得混凝土中缺少細(xì)組分，機(jī)制砂中的空隙得不到填充，所以拌出的料漿體流走，致使混凝土沒(méi)有粘聚性。隨著特細(xì)砂的摻入，混凝土中的細(xì)組分得到補(bǔ)充，混凝土的粘聚性慢慢增加，但當(dāng)特細(xì)砂的摻量達(dá)到一定程度（30%）后，再增加就使得混凝土中的比表面積增大，一方面需水量增大，另一方面所需要起潤(rùn)滑作用的膠凝材料也應(yīng)增加，且對(duì)減水劑的吸附量增大，在不增加水泥漿用量、減水劑用量的情況下，混凝土的流動(dòng)性就越來(lái)越小，粘度增大，坍落度損失和擴(kuò)展度損失加大。

表 5 混凝土配比 kg/m3

表 6 特細(xì)砂不同摻量的混凝土拌合物性能及狀態(tài)

圖 1 混凝土坍落度趨勢(shì)圖

圖 2 混凝土擴(kuò)展度趨勢(shì)圖

特細(xì)砂不同摻量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響見(jiàn)表 7。其強(qiáng)度變化趨勢(shì)見(jiàn)圖 3。隨著特細(xì)砂的摻入，使得機(jī)制砂中的空隙得到填充，混凝土中細(xì)集料級(jí)配得到改善，使得混凝土更加密實(shí)，所以混凝土的強(qiáng)度有所增加。當(dāng)特細(xì)砂的摻量為 20%時(shí)，其 28 天強(qiáng)度最高為 36.4MPa。當(dāng)特細(xì)砂的摻入了達(dá)到30% 以后，隨著摻入量的增加，混凝土的比表面積增大，單位面積上的水泥漿減少，混凝土的強(qiáng)度逐漸下降。

表 7 特細(xì)砂不同摻量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

圖 3 混凝土強(qiáng)度趨勢(shì)圖

4 結(jié)論

當(dāng)機(jī)制砂較粗時(shí)（如本試驗(yàn)中的機(jī)制砂細(xì)度模數(shù) 3.1），因其缺乏必要的細(xì)組分，若膠凝材料用量不足時(shí)，無(wú)法拌制出滿足施工要求的混凝土。

當(dāng)摻入一定量的特細(xì)砂時(shí)，可以使得混凝土的和易性的到很好的改善。本試驗(yàn)特細(xì)砂的最佳摻量為 20%，此時(shí)混凝土的和易性與強(qiáng)度在 6 組試驗(yàn)中為均最佳。特細(xì)砂的適宜摻量在 10%～30% 之間，小于 10% 時(shí)，不足以填充機(jī)制砂中的空隙，混凝土的和易性得不到理想的改善。大于 30% 時(shí)混凝土的流動(dòng)性及強(qiáng)度開(kāi)始劣化，其坍落度損失加大，到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，工人容易加水其強(qiáng)度更會(huì)降低，并且會(huì)加大混凝土開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)試驗(yàn)得出的結(jié)果，本攪拌站在生產(chǎn)上應(yīng)用已半年有余，無(wú)論是從混凝土拌合物性能，還是混凝土抗壓性能都得到了驗(yàn)證。且特細(xì)砂相對(duì)便宜，可以降低混凝土的成本，在保證混凝土質(zhì)量的前提下，使得公司的競(jìng)爭(zhēng)力得到了一定的提升。

[1] GB 50164—2011．混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[2] JGJ 55—2011．普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S]．

[3] GB/T 50080—2002．普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[4] GB/T 50081—2002．普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[5] 李龍海．預(yù)拌混凝土技術(shù)指南[M]．北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2009，7．

［通訊地址］河南省新鄉(xiāng)市延津縣司寨鄉(xiāng)吳辛莊村 延津縣金基混凝土有限責(zé)任公司（453201）

黨昆飛（1987—），男，河南開(kāi)封人，實(shí)驗(yàn)室主任，二級(jí)建造師，主要從事混凝土的檢驗(yàn)、配合比設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制及實(shí)驗(yàn)室的管理工作。