機制砂在商品混凝土中的研究與應(yīng)用

李恒峰

（南通金隆混凝土有限公司，江蘇 南通 226010）

機制砂在商品混凝土中的研究與應(yīng)用

李恒峰

（南通金隆混凝土有限公司，江蘇 南通 226010）

本文根據(jù)本地區(qū)商品混凝土公司使用機制砂的情況，經(jīng)過大量試驗研究，從機制砂混凝土配合比調(diào)整、如何驗收機制砂、引進的混凝土外加劑組分等技術(shù)方面提出了機制砂使用中出現(xiàn)問題的相關(guān)對策、措施。

機制砂；含泥量；石粉含量；配合比設(shè)計；CTF 增效劑

0 引言

人工砂，即由巖石經(jīng)除土開采，機械破碎，篩分而成的，公稱粒徑小于 5.00mm 的巖石顆粒，人工砂是機制砂的俗稱。隨著國家經(jīng)濟的迅速發(fā)展，社會對混凝土的需求量越來越大，對混凝土的質(zhì)量要求更是越來越高，然而作為混凝土生產(chǎn)的主要原材料之一的砂，卻越來越少，特別是優(yōu)質(zhì)的天然砂資源更是緊缺，所以市場上混凝土用砂的價格越來越高，這就直接影響到商品混凝土生產(chǎn)的成本。為了解決天然砂資源的短缺和混凝土生產(chǎn)成本的上漲之間的矛盾，國家提倡推廣使用人工砂，即機制砂。然而機制砂的特性與天然砂有很大差異，配制機制砂混凝土在使用前就需要我們做大量的試配和相關(guān)試驗。

1 機制砂混凝土工作性能

由于機制砂是由人工機械破碎而成，與天然砂的連續(xù)顆粒級配完全不同。機制砂配制出來的混凝土用水量變大，強度降低，泵送性差。

機制砂的顆粒級配分布是“兩頭多，中間少”，所以機制砂配制出來的混凝土和易性差，容易產(chǎn)生泌水，特別是C30 以下的混凝土這一問題更為突出?？梢酝ㄟ^提高外加劑摻量，進一步降低用水量，提高機制砂配制的混凝土強度，調(diào)整外加劑配方，提高機制砂配制的混凝土和易性、可泵性，使其便于施工。

2 試驗

2.1 原材料

（1）水泥：安徽馬鞍山盤固水泥集團有限公司生產(chǎn)的P·II52.5 水泥。其物理性能見表 1。

表 1 水泥性能指標(biāo)

（2）S95 級礦粉：南通耀江新型建材有限公司生產(chǎn)的S95 級礦粉，比表面積 350m3/kg，7d 抗壓強度比為 76%，28d為102%。

（3）粉煤灰：常熟蘇虞電廠生產(chǎn)的Ⅱ級灰，細度（45μm）16%，需水量比 99%，含水率 0.3%，燒失量4.9%。

（4）外加劑：南通支云 ZY-4 型混凝土泵送劑，減水率17%。

（5）細集料：安徽的人工砂，細度模數(shù) 3.5，特細砂，細度模數(shù) 0.8 混合而成的混合砂。含泥量 2.3%，泥塊含量0.3。中砂細度模數(shù)為 2.7。

（6）粗集料：浙江舟山碎石，顆粒級配 5～25mm，針片狀含量 3.5%，壓碎指標(biāo) 8.2%。

2.2 混凝土配合比

天然中砂混凝土配比見表 2，機制砂混凝土配比見表 3。兩種配合比試驗結(jié)果見表 4。

表 2 天然中砂混凝土配合比 kg/m3

表 3 機制砂混凝土配合比 kg/m3

表 4 試驗結(jié)果

由試樣結(jié)果可以看出，機制砂配制出的混凝土需要通過提高外加劑摻量，才可以保證工作性，但是即使這樣，混凝土的和易性、泵送性還是不如天然砂配制出的混凝土。為了改善其和易性，常采用的辦法是在廠家生產(chǎn)外加劑時在配比中提高增稠劑用量，經(jīng)試拌證實，其和易性能有大幅度提高，有效提高了其泵送性能，其他各方面指標(biāo)均能滿足相關(guān)要求。

3 機制砂混凝土的裂縫現(xiàn)象

機制砂配制的混凝土在使用過程中，發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)象增多，為解決這一問題，在混凝土配合比中引入一種新材料。由廣州三駿建材科技有限公司生產(chǎn)的 CTF 混凝土增效劑。試驗配合比方案見表 5。

表 5 加入 CTF 后的配合比 kg/m3

經(jīng)實踐證明，機制砂混凝土引入 CTF 增效劑新組分后，不但減少了混凝土裂縫機率，還降低了混凝土生產(chǎn)成本，為混凝土企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟效益。

4 機制砂含泥量超標(biāo)檢測快捷方法

4.1 機制砂里的石粉含量

機制砂在生產(chǎn)過程中，由于工藝、材質(zhì)等因素，生產(chǎn)出來的機制砂中總是或多或少含一部分石粉，當(dāng)然石粉中可能含有一部分泥土成分。根據(jù)多年實踐證明，機制砂中含一定量的石粉對混凝土的質(zhì)量是有益的，存在一定合理量的石粉，可以改善提高機制砂配制混凝土的和易性。但是如果含泥量超標(biāo)，則嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量，特別是現(xiàn)在大多數(shù)攪拌站使用聚羧酸外加劑，這種外加劑對粘土非常敏感，當(dāng)機制砂里的粘土含量多時，配制混凝土?xí)r用水量會增加很多，而且坍落度損失大，嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量。如何在驗收機制砂時快速判定其含泥量是否超標(biāo)，顯得尤為重要。

按亞甲藍方法過程耗時較多。在實踐過程中研究了一種簡單方法：利用砂漿流動度法判定機制砂含泥量是否超標(biāo)。配合比及不同含泥量的機制砂砂漿流動度試驗結(jié)果分別見表6、7。

表 6 砂漿配合比 g

表 7 砂漿流動度試驗結(jié)果

由上面試驗結(jié)果看，機制砂不同含粘土量，配制出的混凝土坍落度不一樣，砂漿流動度也不一樣。研究表明當(dāng)按表配制出的砂漿，如果其流動度能達到 200～230mm 時其粘土含量不會超標(biāo)，這種機制砂能夠滿足質(zhì)量技術(shù)要求。

5 結(jié)語

機制砂配制混凝土技術(shù)是混凝土行業(yè)健康發(fā)展的必由之路。機制砂混凝土配比中引進 CTF 增效劑可有效地降低混凝土開裂機率，機制砂使用過程中要嚴(yán)格限制其含泥量，結(jié)合快速法可以提高判定機制砂含泥量是否超標(biāo)的效率。

[1] 蔣正武，石連富，孫振平．用機制砂配制自密實混凝土的研究[J]．建筑材料學(xué)報，2006.4 10(2): 154-160．

[2] GB 8076—2008．混凝土外加劑[S]．

［通訊地址］南通經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)通盛南路四號壩農(nóng)場閘（226010）

李恒峰（1977—），男，總工程師，兼任南通工程技術(shù)學(xué)院講師。主要研究混凝土配合比。