人工砂中的石粉含量對混凝土性能的影響

陳瑞紅

（杭州隆欣建材有限公司,浙江 杭州 310024）

1 我國商品混凝土行業用砂現狀

近年來隨著建筑、房地產行業的快速發展，在我國不少地區出現天然砂資源逐步減少，甚至無天然砂可用的情況，使用人工砂配制混凝土成為商品混凝土行業的必然發展趨勢。在人工砂生產過程中，不可避免地要產生一定數量粒徑小于75μm的石粉，這也是人工砂與天然砂最明顯的區別之一。國標GB/T14684-2001《建筑用砂》頒布時，我國人工砂處于剛剛起步階段，各地應用人工砂的工程經驗還不多。因此，國標對人工砂中的石粉含量要求還是按傳統限制含泥量的思路來規定，采用了比較謹慎的態度和較嚴的指標。近幾年的工程實踐表明，天然砂含泥量高對混凝土是有害的，而人工砂中一定含量的石粉對混凝土是有益的。因此建設部行業標準JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》放寬了各個強度等級的混凝土用人工砂的石粉含量指標。見表1，本文研究了石粉含量對混凝土工作性、強度及水壓力抗滲性能的影響。

2 試驗用原材料

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水泥：杭州富陽錢潮水泥有限公司生產的P.O42.5級水泥，其物理性能見表2；石粉：石灰巖石粉，粒徑小于75μm；細骨料（人工砂）：石灰巖人工砂，其性能見表3；粗骨料：5～20mm碎石，其性能見表4；外加劑：FDN-1萘系高效減水劑，減水率20%，摻量為水泥質量的0.5%。

3 試驗方法

混凝土拌合物性能試驗。按GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》進行測試。混凝土抗壓強度試驗。按GB/T 50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行測試。采用150mm×150mm×150mm的立方體試件。混凝土水壓力抗滲性能試驗。按JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土試驗規程》中規定的《T 0568-2005水泥混凝土抗滲性試驗方法》進行測試。采用上口直徑175mm，下口直徑185mm，高150mm的錐臺體試件。

4 試驗結果

試驗研究了人工砂中不同石粉含量對C30混凝土塌落度、抗壓強度及抗滲性能的影響，試驗結果見表5。

5 結論

從表5可看出：對于C30混凝土，人工砂中的石粉含量介于10%~15%時，其塌落度工作性及抗壓強度最佳，同時其水壓抗滲系數最低。從混凝土工作性方面考慮，人工砂中的適量石粉改善了混凝土拌合物中的漿體量，提高了混凝土的工作性。從混凝土抗壓強度方面考慮，石粉具有一定的細度，對混凝土起到了微集料填充效應，而石灰石粉在水化的過程中可以與水泥中的C3A和C4AF發生反應，生成水化碳鋁酸鈣，水化碳鋁酸鹽可以與其他水化產物相互搭接，使水泥石結構更加密實，從而提高了水泥石的強度。但是，當石粉含量增大到某極限值時，大量的石粉使混凝土的膠骨比偏離最佳值，導致混凝土強度下降。從混凝土抗滲性能方面考慮，當人工砂中石粉含量較少時，混凝土漿體含量少，石粉可以起到微集料效應，增加了混凝土的密實性；當人工砂中石粉含量較高時，石粉對水泥比例過高，石粉破壞了混凝土的堆積效果，同時水泥對石粉不能充分包裹，致使混凝土抗滲能力下降；當人工砂中石粉含量達到20%時，混凝土抗滲性能急劇下降。

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通過調整人工砂中的石粉含量，可以使普通混凝土的工作性、抗壓強度、抗滲性能達到最優的狀態，滿足工程對混凝土的技術要求。在缺乏天然砂的形勢下，應用人工砂代替天然砂具有明顯的現實意義。

[1]龍鳘.人工砂配制混凝土應用探討.建筑技術.