機(jī)制砂混凝土工作性能研究

范昊

【摘要】研究了機(jī)制砂和河砂以及粉煤灰對(duì)新拌混凝土工作性能的影響，結(jié)果表明：機(jī)制砂與天然細(xì)砂混合使用，在天然細(xì)砂摻量不大于50%的情況下，隨著細(xì)砂摻量的增加混凝土拌合物的和易性得到很好的改善;粉煤灰的分散作用使水分均勻分散，提高了整個(gè)漿體的均勻性，從而提高拌合物的抗離析和抗泌水性能。

【關(guān)鍵詞】機(jī)制砂;混摻;泌水;工作性能

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU525

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

在混凝土中，集料占硬化后混凝土體積70～80%左右，一般細(xì)集料所占體積約為20～40%。因此細(xì)集料對(duì)混凝土拌和物的工作性會(huì)產(chǎn)生重要的影響。機(jī)制砂在粒形、級(jí)配與0.075mm以下顆粒含量等方面與天然砂存在顯著的差異，因此也導(dǎo)致了其對(duì)混凝土的性能影響也與天然砂存在巨大差異[1]，天然細(xì)集料經(jīng)長(zhǎng)期的水流搬運(yùn)與磨蝕，表面光滑、圓潤(rùn)，配制出的混凝土工作性能優(yōu)良。機(jī)制砂由機(jī)械破碎而成，其顆粒多棱角表面粗糙，需要更多的漿體包裹[2]。集料顆粒的棱角度會(huì)影響空隙率，棱角度高的顆粒會(huì)使堆積物具有更大的空隙率，將增加新拌混凝土用水量。因此，本文研究了機(jī)制砂和河砂及粉煤灰對(duì)新拌混凝土的工作性能的影響規(guī)律。

1、原材料與方法

水泥采用P·O 42.5，機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)為3.5、石粉含量5.6%、表觀(guān)密度為2900 kg·m-3，河砂細(xì)度模數(shù)為3.0、表觀(guān)密度為2520kg·m-3、空隙率為41%，粗骨料采用5～25mm連續(xù)級(jí)配碎石、壓碎值為7.3%、針片狀顆粒含量為4.0%、表觀(guān)密度為2730 kg·m-3;聚羧酸高性能減水劑為陜西同成建筑材料科技有限公司生產(chǎn);粉煤灰取自陜西大唐熱電廠(chǎng)，需水量比為95%，28天抗壓強(qiáng)度比為70.6%。

2、試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1機(jī)制砂和河砂對(duì)新拌混凝土工作性能的影響

為了對(duì)比機(jī)制砂和河砂對(duì)混凝土坍落度、泌水率的影響，采用石粉含量為5.6%的機(jī)制砂配制C15、C20、C30、C40的混凝土，同一強(qiáng)度等級(jí)的混凝土用河砂時(shí)和用機(jī)制砂時(shí)配合比相同，混凝土的和易性、保水性、坍落度的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可得出在中低強(qiáng)度混凝土中，用機(jī)制砂配制的混凝土的粘聚性與保水性比用河砂配制的混凝土的差，坍落度差別不大。這是由于機(jī)制砂的顆粒形狀粗糙尖銳，顆粒間摩擦力大，同時(shí)本機(jī)制砂中含有一定量的石粉，對(duì)于改善中低強(qiáng)度混凝土的和易性有一定的作用。

2.2 機(jī)制砂和細(xì)砂混摻對(duì)混凝土性能的影響

為了研究細(xì)砂取代機(jī)制砂時(shí)新拌混凝土的性能變化，配制設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30的混凝土，細(xì)砂取代機(jī)制砂的量分別為20%、30%、40%、50%。天然細(xì)砂的細(xì)度模數(shù)偏小，水泥用量和用水量偏大，而機(jī)制砂顆粒棱角分明，粗糙度大，采用機(jī)制砂和天然細(xì)砂按一定比例配合，用于高性能混凝土中，可減少水泥與用水量，節(jié)約成本，提高混凝土的經(jīng)濟(jì)性和耐久性。本試驗(yàn)采用不同的骨料，相同的配合比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可看中砂的坍落度較大，可達(dá)到200mm，而單純由機(jī)制砂拌成的混凝土坍落度最小，只有180mm，隨著細(xì)砂摻量的增加混凝土拌合物的初始坍落度總體呈增大的趨勢(shì)，細(xì)砂摻量為40%時(shí)，坍落度達(dá)到最大。機(jī)制砂與天然細(xì)砂混合使用，摻量不大于50%時(shí)，隨著細(xì)砂摻量的增加混凝土的和易性得到很好的改善。其原因大致可歸結(jié)為：機(jī)制砂為人工破碎而成，棱角較多，機(jī)械咬合力較大，間隙較多，致使混凝土的流動(dòng)性減小;機(jī)制砂篩余0.3mm以下所占比例較小，細(xì)砂的粒徑主要集中在0.3mm以下，與機(jī)制砂復(fù)合使細(xì)骨料具有較好的級(jí)配，減少了機(jī)制砂之間的內(nèi)摩擦力，能獲得良好的施工性能。

2.3 粉煤灰對(duì)新拌混凝土性能的影響

為了研究粉煤摻量對(duì)新拌混凝土的影響，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，配比為水泥：砂：石：水：外加劑=330：669：1190：185：2.1，粉煤灰取代水泥的量分別為0%、10%、20%、30%，測(cè)試坍落度，觀(guān)察振動(dòng)泌水情況。對(duì)于C30混凝土，在摻和不摻粉煤灰時(shí)，坍落度基本相同，坍落度為155mm，但不摻粉煤灰的混凝土拌合物穩(wěn)定性較差，振動(dòng)后有泌水現(xiàn)象，如果在施工過(guò)程中控制不當(dāng)，容易形成較大缺陷，對(duì)混凝土整體質(zhì)量不利;參加粉煤灰的混凝土拌合物比較穩(wěn)定，和易性好，震動(dòng)后沒(méi)有泌水現(xiàn)象。這是由于粉煤灰的球形玻璃體表面光滑，其球狀形態(tài)效應(yīng)能夠起到分散和潤(rùn)滑作用，減少水泥顆粒間水泥顆粒與骨料間的摩擦，改善混凝土的流動(dòng)性，優(yōu)化了混凝土的顆粒級(jí)配，粉煤灰的分散作用使水分均勻分散，提高了整個(gè)漿體的均勻性，彌補(bǔ)了機(jī)制砂顆粒形貌不好的缺陷，減少用水量，減少泌水和離析。

結(jié)論：

將機(jī)制砂和天然細(xì)砂混摻，可使拌合物的初始坍落度增大且和易性得到明顯改善，60%的機(jī)制砂與40%的天然細(xì)砂混合作為細(xì)骨料配制的混凝土性能較為優(yōu)越;新拌機(jī)制砂混凝土中摻入粉煤灰或者磨細(xì)礦渣，拌合物的和易性得到較大改善，隨粉煤灰的增加，強(qiáng)度較高的混凝土的工作性改善較明顯，低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土的穩(wěn)定性有所提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]牟曉磊.機(jī)制砂中不同因素對(duì)混凝土性能影響研究[J].國(guó)防交通工程與技術(shù)，2020，18（04）：47-49+70.

[2]張新冉，邱文會(huì)，邱潤(rùn)澤.機(jī)制砂及機(jī)制砂混凝土應(yīng)用與探討[J].建材與裝飾，2020（18）：51-52.