C30混合砂細石混凝土的配制及性能研究

何民偉

(漳浦永華混凝土工程有限公司，福建 漳州 363208)

0 前 言

隨著建設量的增加，我國天然河砂資源已逐漸稀缺，人工砂在建筑工程中的地位越來越重，成為建筑工程用砂的主要來源[1]。故建筑行業開始探索就地取材，利用當地石材經過一定的加工工藝而制成人工砂，用于拌制混凝土。而機制砂的應用在很大程度上可以減少河砂的開采量，在生產加工工藝不斷得到發展后，一些建筑垃圾也可以制成人工砂，具有節約、環保、循環經濟的優勢。但是人工砂細度模數大、多棱角、石粉含量高，容易出現混凝土性能不佳，影響混凝土質量的問題，所以相關人員要針對機制砂的特點合理設計配比以改善混凝土性能。

1 試驗原料

水泥：本次選取的水泥為P·O42.5，選擇的廠家為華潤水泥(龍巖曹溪)有限公司，該公司水泥的基本物理性能可參見表1。

表1 水泥的基本性能

粉煤灰：使用的粉煤灰規格為Ⅱ級，同時粉煤灰的細度要達到23.6%，通過優質工廠篩選，最終選定漳州市福海創古雷電廠供貨，該工廠生產的粉煤灰不僅達到細度要求，且在需水量比和燒失量兩項標準中也達標，數據分別為99%和2.11%。

礦微粉：此項材料由三鋼集團(龍海)礦微粉有限公司提供，此工廠生產的S95級礦渣粉符合各項標準。比表面積為422 m2/kg，流動度比為98%

粗骨料：漳浦佛曇羅仔山石子場生產的5～10 mm碎石，連續粒級。

砂：河砂為漳浦佛曇河砂，人工砂的出處與河砂相同，兩者物理性狀檢驗結果參考表2。

表2 細集料性能檢驗結果

減水劑：原料中的減水劑由科之杰新材料集團福建有限公司提供，該集團中研發生產的Point-400S聚羧酸高效減水劑，減水率達到19%。

水：本次試驗中的攪拌水為日常生活用水，可以滿足建設工程中《混凝土用水標準》(JGJ 63—2006)中有關的用水標準。

2 配合比設計與試驗結果

1)人工砂的細度模數較大、棱角多、石粉含量高，故在試驗中采用與天然河砂按不同比例組成混合砂的方法來配制混凝土。

2)細石具有表面積較大的特點需要較多的漿體，在試驗中采用大摻量摻合料代替水泥的方法提高漿體總量?；炷恋呐浜媳纫姳?，試驗結果見表4。

表3 混凝土配合比 單位：kg·m-3

表4 混凝土性能試驗結果

3 試驗結果與分析

3.1 對工作性能的影響

從表3～4可知，隨著人工砂比例的提高混凝土的工作性會受到顯著的變化，其中坍落度的變化情況如圖1所示。

結合表3～4和圖1明顯可見，隨著人工砂比例的提高，混凝土和易性越來越差，相同用水量的情況下坍落度越來越小且呈現迅速下降趨勢，在人工砂占0～60%，混凝土具有較好施工的坍落度跟和易性。

圖1 人工砂含量對混凝土坍落度的影響

本試驗中用水量、膠凝材料及外加劑摻量是一樣的，對混凝土的影響主要是人工砂的比例不一樣，由于人工砂具有一定的石粉含量且顆粒棱角多，導致需水量大，引起坍落度的減小及和易性變差，故要控制混凝土的施工性能必須掌握好人工砂的比例。

3.2 對強度的影響

人工砂含量對混凝土強度影響見圖2。

圖2 人工砂含量對混凝土強度的影響

結合表3～4和圖2可知，隨著人工砂的比例提高混凝土的強度先增加后稍微下降，當人工砂含量在40%～60%時，混凝土的28 d及90 d強度先后達到頂峰。由于人工砂中含有一定的石粉，能夠起到填充混凝土內部空隙的作用，使混凝土更加密實從而增加強度，但是隨著石粉含量的增多，混合砂的級配越來越不合理，減弱了骨架作用，抵消了石粉的部分填充作用從而降低強度。另外，本試驗中采取的是大摻量摻合料取代水泥，摻合料在早期并未完全激發出活性，主要起到填充的作用，但是隨著時間的推移，摻合料慢慢發揮出活性作用，所以混凝土后期的強度也有較明顯的增加。

4 結 論

1)混合砂只要控制好河砂與人工砂的比例就能改善砂的顆粒級配，再摻入大量的摻合料取代水泥增加漿體也能配制出較好性能的C30細石混凝土。

2)人工砂中含有石粉，適量的人工砂能夠提高混凝土的強度。

3)綜合本試驗的數據，人工砂的比例在40%～60%時，不但具有較好的施工性能，而且混凝土的強度也是最高的。

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