機制砂參數對混凝土性能的影響研究

邱月華

（嘉興南方混凝土制品有限公司，浙江 嘉興 343002）

當前天然砂資源日益短缺，我國基礎設施建設如火如荼，對砂資源的需求巨大，采用機制砂替代天然砂生產混凝土不僅經濟可行，而且是環保需要[1]。機制砂顆粒具有棱角、與水泥等膠凝材料的咬合力優于天然砂，同時含有石粉能夠起到保水和提高和易性的作用[2]，同時砂生產過程中會混有泥粉，造成機制砂MB 值波動，這些因素都會對機制砂的混凝土生產造成影響，需要進行綜合分析研究。

本項目針對影響機制砂性能的參數進行研究，以期為機制砂應用提供技術參考。

1 原材料及試驗方法

1.1 原材料

（1） 水泥采用市售P.O42.5 普通硅酸鹽水泥，粉煤灰采用II 級灰，礦粉采用S95。水泥的主要性能指標見表1。

表1 水泥的性能指標結果

（2） 集料：機制砂為石灰質巖石破碎而成，石子為公稱粒徑5-10mm 和10-25mm 的石子按照3∶7 混合而成。

（3） 外加劑采用醚類聚羧酸，含固量15 %，推薦摻量在1.0%-3.0%。

1.2 試驗方法

（1） 混凝土工作性能試驗 按照GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》進行。混凝土力學性能試驗按照GB/T 50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行，成型100mm×100mm×100mm 混凝土試件，測定混凝土指定齡期的抗壓強度。

（2） MB 值測試：參照JGJ52-2012《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》進行機制砂亞甲基藍吸附測試。

（3） 混凝土配合比

設計了混凝土初步配合比，結果見表2。

表2 混凝土配合比及原材料用量（Kg/m3）

2 機制砂參數的選擇

2.1 機制砂細度模數

同一廠家供應的機制砂有2.5、2.8、3.3 三種細度模數，通過測試機制砂細度模數對混凝土工作性能的影響，進行選擇，測試結果見表3。

測試結果顯示，機制砂細度模數或大或小都對混凝土和易性產生不良影響，機制砂細度模數在2.8 時，混凝土流動性較好，2h 保坍性能較好，滿足泵送性能要求。

表3 機制砂細度模數對混凝土工作性能的影響

2.2 機制砂石粉含量

確定機制砂細度模數為2.8，測試石粉含量對混凝土的影響，結果見表4。

表4 機制砂石粉含量對混凝土工作性能和強度的影響

適當的石粉含量可以改善混凝土的和易性，起到保水作用，同時在水泥水化過程中石粉可以有效填充混凝土，使得混凝土致密程度提高，當石粉含量10%時混凝土工作性能和強度最高。

2.3 機制砂MB 值

機制砂中石粉的MB 值反映了機制砂的吸附特性，MB值對混凝土性能測試結果見表5 和圖1。

表5 不同MB 值機制砂混凝土工作性能

表5 和圖1 結果顯示，機制砂MB 值增加，混凝土初始坍落度和擴展度下降，混凝土保坍性能下降；機制砂MB 值的增加，對外加劑的吸附增強，早期強度降低[3]，當MB 值1.4 時，混凝土保水性得到改善，強度有所提高，MB 值繼續增加，混凝土內部缺陷增多，混凝土強度有所下降。

3 結語

（1） 機制砂細度模數對混凝土工作性能造成影響，機制砂太粗或過細都造成工作性能損失。

圖1 機制砂MB 值對混凝土強度的影響

（2） 適當的石粉含量可以提高混凝土的和易性，起到保水作用，對混凝土工作性能和強度有利。

（3） 機制砂MB 值不宜過高，MB 值超過1.5 會增加混凝土的吸附，影響混凝土強度。