關于機制砂混凝土耐久性能分析

馬奔

摘 要：在目前我國經濟快速發展以及不斷推動工程建設規模擴大的同時，各項工程建設上開展中對各種建筑材料的需求量也在同步增加。近年來，工程建設者們加大了對機制砂的研究以及應用的關注。本文就針對建筑工程混凝土工程中常用的機制砂，通過對機制砂混凝土的收縮性能、抗凍性能、碳化性能進行試驗測試以及結果分析，對其耐久性能進行深入研究，以供參考。

關鍵詞：

1 引言

在目前我國經濟快速發展以及不斷推動工程建設規模擴大的同時，各項工程建設上開展中對各種建筑材料的需求量也在同步增加。其中針對工程施工中所應用的細集料來說，目前比較常用的細集料種類為天然河砂。但是此種施工材料不僅具有地方性的特點，而且屬于短期內不可再生的資源，國家環保政策嚴禁開采。因此，近年來，工程建設者們加大了對機制砂的研究以及應用的關注。機制砂不僅表現出顆粒形貌的特殊性并且存在細顆粒，并且使用機制砂所拌制的混凝土的性能也與天然河砂拌制的混凝土性能存在較大的差異。根據相關專家學者的研究可知，機制砂與天然河砂最大的不同就是早期干縮比高以及顆粒含量低的特點。而且機制砂混凝土也會隨著細顆粒含量的變化而表現出不同的干縮率。此外，經過研究還得知，機制砂混凝土的收縮發展規律與普通混凝土基本相似，但是卻表現出徐變值較低以及抗滲、抗凍融性以及抗沖磨性能更高的優點。此外通過試驗還得知，在相同的試驗條件下所制作的機制砂混凝土具有比河砂混凝土的滲水高度更高的特點。

2 試驗

2.1試驗原材料

在本文所開展的試驗中，使用的機制山砂的性能如表2.1所示。

而本次試驗中所應用的其他的混凝土原材料，如水泥，主要是來自于華新水泥股份有限公司所生產的華新P.O.42.5水泥。粉煤灰為武漢陽邏電廠產I級干排粉煤灰。粗集料為湖南臨湘白云礦生產的5～25mm連續級配的碎石，壓碎值為8.7%。

2.2混凝土配合比與試驗方法

本試驗中所使用的混凝土是按照表2.3中的原材料用量來進行配置的，但是其中的細集料則分別采用天然河砂以及上述機制砂來進行配制。在混凝土配制完成之后對其進行相應的性能測試。在本次試驗中，主要是在國家相關規范中的混凝土性能和耐久性能試驗方法的規定基礎上來測試其收縮性能、抗凍性能以及碳化性能等。

3 實驗結果與分析

3.1收縮性能測試結果與分析

收縮性能測試結果如圖3.1所示，其中隨著混凝土齡期的變化，兩種混凝土的收縮率表現出基本一致的規律，也就是在齡期增加的同時，其收縮率也在隨之增加。只是在養護早期也就是7d之內，表現出機制砂混凝土的收縮率更高，但是在14d之后其收縮率更低的特點。

經過分析可知，由于機制砂內部存在比較大的孔隙率，也就表現出具有較高的吸水率。在養護早期隨著機制砂顆粒吸水會導致混凝土中水分的減少，而且由于具有較高的粉末含量的特點，因此具有較大的需求量，也就是表現出具有較高的收縮率的特點。而由于機制砂顆粒表現的粗糙度較大以及棱角指數較大，因此可以在凝結過程中更容易與水泥石進行粘結，加之機制砂顆粒之間可以相互進行嵌鎖，表現出具有較高的限制變形的能力，因此其14d之后的收縮值更小。

3.2抗凍性能測試結果與分析

如圖3.2和3.3中的抗凍性能測試結果，在經過300次凍融循環之后，本試驗中的兩種混凝土都達到了規定要求，但是具體分析可以看出，機制砂混凝土的質量損失率比較高。而且根據動彈性模量的測試結果可知，在凍融早期機制砂混凝土的動彈性模量的損失更小，而在凍融后期卻表現出更高的動彈性模量損失。

分析上述測試結果的原因可知，由于機制砂表面的粗糙度比較大，容易與水泥石進行結合，這就會導致用其配制的混凝土表現出較強的限制變形能力，以及在長時間之后表現出較大的彈性模量損失。

3.3碳化深度測試結果與分析

如圖3.4所示的混凝土碳化深度測試結果可知，在早期，兩種混凝土的碳化深度基本一致，但是在后期，機制砂混凝土的碳化深度更高。這主要是由于機制砂混凝土由于其所用集料的原因表現出具有較差的內部密實性的特點，表現出后期的抗碳化性能比天然河砂混凝土較差的現象。

4 結論

在目前我國經濟快速發展以及不斷推動工程建設規模擴大的同時，各項工程建設上開展中對各種建筑材料的需求量也在同步增加。針對其中的機制砂來說，經過本文中對機制山砂和天然河砂配置的同配比的混凝土進行收縮性能、抗凍性能以及碳化性能試驗測試之后可知，在養護早期機制砂混凝土表現出更大收縮率，但是后期收縮率更小的特點。而且其早期的抗凍性能較高，但是后期的抗凍性能有所減弱。此外二者抗碳化性能基本一致并表現出機制砂混凝土的抗碳化性能略低的特點。

參考文獻

[1] 謝祥東.關于機制山砂配制高強混凝土的技術要點[J].城市建筑，2013（22）：109-109.

[2] 李錦清.芻議機制山砂配制高強混凝土的技術要點[J].四川水泥，2017（5）.

（作者單位：湖南通達建設工程咨詢監理有限公司）