特細(xì)砂對(duì)砂漿拌合物流動(dòng)性能的研究及應(yīng)用

山西中條山新型建材有限公司 山西臨汾 043700

隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展，建設(shè)用砂的需求量逐漸增長(zhǎng)。由于天然砂在混凝土中大量使用，江、河、湖泊中的天然細(xì)砂、中砂及粗砂被大肆開采，資源日趨枯竭，且造成了嚴(yán)重的生態(tài)破壞。

我國(guó)江河水系發(fā)達(dá)，支流眾多，存在巨大的特細(xì)砂資源，細(xì)度模數(shù)在0.7-1.5。通過人工搭配，此類砂完全可以用于混凝土的生產(chǎn)，建設(shè)用砂的細(xì)度模數(shù)范圍從1.6-3.7可增大到0.7-3.7，可以解決天然砂緊缺的燃眉之急。

碎石在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的石屑，經(jīng)過簡(jiǎn)單的級(jí)配調(diào)整可制成機(jī)制砂，且資源豐富。機(jī)制砂表面比天然砂粗糙，有尖銳棱角，含有較多粒徑小于0．08mm的石粉。

1 原材料及試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)原材料

特細(xì)砂：產(chǎn)地為山西省臨汾市，細(xì)度模數(shù)1.4，含泥量0.8%。

標(biāo)準(zhǔn)砂：細(xì)度模數(shù)2.3，不含泥。

機(jī)制砂：產(chǎn)地為山西省臨汾市某石料廠，細(xì)度模數(shù)3.2，石粉含量8.6%，亞甲藍(lán)（MB）值為1.0。

特細(xì)砂、標(biāo)準(zhǔn)砂及機(jī)制砂的顆粒級(jí)配見表1。

水泥：山西中條山新型建材有限公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥P.O42.5。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用固定的用水量及水泥用量，研究特細(xì)砂摻入不同比例時(shí)混合砂漿拌合物的流動(dòng)度情況，分析特細(xì)砂的摻入量對(duì)用水量、細(xì)度模數(shù)及水膠比的影響。通過與標(biāo)準(zhǔn)砂拌合物的流動(dòng)性能對(duì)比，論證特細(xì)砂作為混凝土用砂的可行性。

依據(jù)GB/T2419-2005《水泥膠砂流動(dòng)度測(cè)定方法》進(jìn)行流動(dòng)度的測(cè)定，試驗(yàn)配合比參照GB/T1596-2017中“粉煤灰需水量比試驗(yàn)方法”的膠砂配合比進(jìn)行試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)砂拌合物基準(zhǔn)流動(dòng)度

試驗(yàn)依據(jù)“粉煤灰需水量比試驗(yàn)方法”找出膠砂流動(dòng)度達(dá)到“145-155mm”范圍時(shí)的用水量，確定出基準(zhǔn)配合比及拌合物狀態(tài)。相關(guān)數(shù)據(jù)見表2。

表2 標(biāo)準(zhǔn)砂拌合物基準(zhǔn)配合比及流動(dòng)度

2.2 摻特細(xì)砂的混合砂漿拌合物流動(dòng)度試驗(yàn)

試驗(yàn)采用特細(xì)砂和機(jī)制砂分別以不同比例混合拌制砂漿，試驗(yàn)的水泥量和用砂量與基準(zhǔn)配合比保持一致。通過調(diào)整用水量，使混合砂漿拌合物的流動(dòng)度達(dá)到基準(zhǔn)流動(dòng)度150mm，觀察用水量、水膠比及混合砂的細(xì)度模數(shù)變化情況。特細(xì)砂的摻入量從750g、700g、650g、600g、550g、500g、450g、400g、350g、300g、250g進(jìn)行試驗(yàn)。相關(guān)數(shù)據(jù)見表3，對(duì)應(yīng)曲線見圖1、圖2和圖3。

從表3中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，“基準(zhǔn)-2”的砂漿拌合物流動(dòng)度達(dá)到150mm時(shí)的用水量為180ml。較“基準(zhǔn)-1”的用水量高出60ml，導(dǎo)致水膠比由“基準(zhǔn)-1”的0.48增大到0.72。由于水膠比是決定強(qiáng)度的關(guān)鍵因素，水膠比增大會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度的下降。因此，單獨(dú)使用特細(xì)砂不利于砂漿及混凝土的強(qiáng)度質(zhì)量。

表1 顆粒級(jí)配表

表3 不同比例特細(xì)砂與機(jī)制砂混合砂漿拌合物性能

圖1 特細(xì)砂對(duì)砂漿拌合物用水量的影響曲線

圖2 特細(xì)砂對(duì)砂漿水膠比的影響曲線

從表3和圖1的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及曲線顯示，當(dāng)混合砂漿拌合物流動(dòng)度保持在150mm時(shí)，調(diào)整特細(xì)砂在混合砂中的摻入量可以降低用水量。隨著特細(xì)砂摻量的減小混合砂漿的用水量逐漸減少，摻量下降到47%時(shí)用水量達(dá)到最低118ml。當(dāng)特細(xì)砂摻量小于47%時(shí)，混合砂的用水量趨勢(shì)發(fā)生反轉(zhuǎn)開始略微增加。圖2混合砂漿水膠比曲線走勢(shì)與圖1混合砂漿用水量曲線一致，當(dāng)特細(xì)砂摻量在47%時(shí)水膠比達(dá)到最低0.47。特細(xì)砂與機(jī)制砂按1-8#比例混合時(shí)用水量要低于標(biāo)準(zhǔn)砂的用水量120ml，相對(duì)應(yīng)的水膠比低于標(biāo)準(zhǔn)砂的0.48，配制的砂漿強(qiáng)度更高。特細(xì)砂通過與機(jī)制砂搭配使用完全可以達(dá)到天然中砂的效果，甚至更優(yōu)。

表3和圖3的試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，隨著特細(xì)砂摻入量的減小混合砂的細(xì)度模數(shù)逐漸增大，呈線性走勢(shì)。當(dāng)混合砂漿的用砂為100%特細(xì)砂時(shí)，細(xì)度模數(shù)即為特細(xì)砂的1.42，隨著特細(xì)砂摻入量的逐漸減少至0時(shí)，細(xì)度模數(shù)達(dá)到機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)3.21。可見，在特細(xì)砂和機(jī)制砂搭配使用時(shí)，混合砂的細(xì)度模數(shù)可調(diào)，且調(diào)整范圍較大。在混凝土的實(shí)際生產(chǎn)過程中可根據(jù)需要值通過調(diào)整特細(xì)砂與機(jī)制砂的混合比例達(dá)到，因此更具備可調(diào)性和適用性。

圖3 特細(xì)砂對(duì)混合砂細(xì)度模數(shù)的影響曲線

3 結(jié)論

（1）特細(xì)砂拌制的砂漿用水量高于天然中砂，通過與機(jī)制砂搭配使用可以降低用水量，合理的特細(xì)砂摻量可以使砂漿拌合物的流動(dòng)度達(dá)到天然中砂的效果。

（2）通過調(diào)整特細(xì)砂與機(jī)制砂的混合比例，可以達(dá)到中砂的細(xì)度模數(shù)要求。且調(diào)整的范圍較大，在混凝土生產(chǎn)過程中更具備調(diào)整性和適用性。

（3）特細(xì)砂可以用作混凝土的生產(chǎn)用砂，與機(jī)制砂合理搭配使用可以滿足拌合物性能及強(qiáng)度要求?？茖W(xué)合理的利用特細(xì)砂可以解決現(xiàn)有天然中砂供應(yīng)緊缺的現(xiàn)狀，降低混凝土生產(chǎn)成本，具有很高的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。