高性能機制砂混凝土性能分析

袁飛飛

摘 要：隨著我國基礎設施的建設和發展，對于天然砂的需求已經滿足不了目前的應用，而使用機制砂則成為日后的主要發展方向。在生產中，機制砂出現石粉的現象比較多，和天然砂的區別較大，且級配較低、表面有一定的粗糙，使得業內對機制砂的應用心存疑慮，不了解其性能。文章主要對機制砂的高性能進行分析和研究。

關鍵詞：高性能；機制砂；混凝土性能；分析

中圖分類號：U414.18 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）12-0158-02

機制砂具有較高的性能，我國對機制砂的研究有很長一段時間。隨著混凝土結構過程的不斷發展，工程中混凝土對施工的要去越來越高，尤其是特別重視耐久性的要求，而一些機制砂的發展跟不上其要求。

機制砂屬于人工砂，主要是利用機械破碎來制作的，其粒徑一般要在4.75 mm以下，且大多數的顏色為黑色和灰白色，含有一定的石粉，石粉的顆粒粒徑一般在75 um以下。

對機制砂的研究，不僅對建筑交通等行業的發展非常有利，對于地區的經濟建設也有一定的好處。

1 機制砂混凝土的分析

很多科研人員對機制砂以及天然砂做了很多研究和比較，分析了機制砂對混凝土的性能。其中，從機制砂的分析中，在許多配置低強度的混凝土中，是允許含有少量的石粉的。在水泥強度逐漸提高之后，這種低強度混凝土配置中，比較難以解決工作性差和強度富裕太大的矛盾。此時，機制砂含有的石粉，能夠恰到好處的解決此問題，但是在高強度的混凝土中，需要對石粉進行控制，避免石粉影響到混凝土的穩定性和工作性。

對于機制砂混凝土中的強度，也是需要重點關注的，據有關資料顯示，對于機制砂配制而成的混凝土和天然砂配制而成的混凝土，兩者的強度比中前者較高，表現比較突出。從變形性能上分析，機制砂混凝土中的彈性模量和普通的混凝土相比，還是比較高的。這是由于機制砂具有粗糙的棱角，在砂漿中具有骨架作用，可以有效的限制水泥產生變形，同時也防止骨料之間的滑移，再加上人工機制砂和水泥石的粘結度較高，界面沒有太多的孔隙，使得應力集中減少許多。機制砂中的石粉含量如果抬高，對于漿體體積就會增加許多，同時就使得骨架作用減少許多，最終使彈性模量降低。

我們可以把石粉作為活性填料，它能夠有效的改善水泥石的孔隙，使得混凝土的抗滲性能比較良好。不過，石粉對于混凝土的抗凍性能并沒有太多的優點，石粉的含量如果過高，混凝土的抗凍性會下降許多。

2 分析材料

本文分析水泥和骨料、河砂等，對新配制的混凝土的工作性能做以評價。其中水泥應用的是某省出產的某牌42.5級普通硅酸鹽水泥，滿足工程規定的標準和要求。對骨料的選擇采用的是20 mm連續級配碎石，其含泥量在0.38%，壓碎值在7.3%，表觀密度在2 731 kg/m3，這是屬于粗骨料性能。對于細骨料也是采用的是某省碎石場所生產的機制砂，這種砂主要是用石灰巖進行制作，長度大多呈現出棒狀，其細度模數是3.2，石粉的含量為3.3%。而河砂主要是某地河道中砂，這種天然河砂的細度模數為2.53，對于粉煤灰所采用的是某公司生產的I級粉煤灰。粉煤灰的細度在檢測中為1.7，小于標準要求12.0，需水比量檢測后未94，小于標準要求的95等。

3 對結果進行分析

按照規定的要求和設計情況，相同條件下的機制砂和河砂的配制C50混凝土中，其測點7 d和28 d中的抗壓強度如下。

材料的用量中：

水泥C50混凝土為480 kg/m-3；河砂為740 kg/m-3；碎石在1 100 kg/m-3；水為160 kg/m-3；粉煤灰為60 kg/m-3時；其坍落度為164 mm；7 d抗壓強度為56.5 MPa；28 d抗壓強度為59.8 MPa；對于水泥用量在480 kg/m-3；機制砂為674 kg/m-3；碎石為

1 100 kg/m-3；水為174 kg/m-3；當粉煤灰為4.97 kg/m-3時；其坍落度為160 mm。

抗壓的強度中：

7 d為55.9 MPa；

28 d時為57.4 MPa。

由此可知，機制砂混凝土中的坍落度滿足了一定的條件，其配制的混凝土拌合物的性能比較穩定，其抗壓效果比較好，摻加粉煤灰的情況中，稍微小一點，但在28 d以后，都相應提高了許多。這說明摻加了粉煤灰之后，使得混凝土的性能更加穩定，這說明粉煤灰對于混凝土的強度有一定的優勢。

然后，通過混合料對抗壓的強度進行配制，對于機制砂中的石粉含量進行逐步的增加，來分析石粉含量對于機制砂混凝土的性能的影響以及強度等的影響。對于石粉含量中對抗壓強度的分析中，砂中的石粉含量在5%時，其坍落度為2 cm，抗壓的強度在7 d為42.8 MPa，28 d為54.5 MPa，砂中的石粉含量在10%時，坍落度為3 cm，抗壓強度7 d為47.1 MPa，28 d中抗壓強度為59.7 MPa，砂中石粉含量在15%，坍落度為4 cm，抗壓強度在7 d時為49.3，28 d中抗壓強度在60.9 MPa。從這個數據中，可以看出混凝土中的抗壓強度都是隨著石粉的不同情況而增加，而在石粉含量達到15%，混凝土中的28 d時抗壓強度提高非常大。石粉含量達到了20%時，其混凝土的抗壓強度就稍微下降。在這種情況下，通過實驗可以得出，石粉的含量在20%的時候，其抗壓的強度比較好，且具有較好的穩定性。

4 高性能機制砂混凝土性能的結論分析

石粉如果在不斷的增加其含量時，使混凝土中的粘聚性不斷增強，使拌合物的具有較高的稠度，進而使出現的離析情況得到明顯改善。機制砂中的石粉含量如果控制得當，能夠有效提高坍落度。石粉起到的作用較大，使得砂之間的摩擦不斷減少，解決了混凝土的和易性等特點。在一些缺乏天然砂的地方，可以利用粉煤灰以及有關技術，進行配制C50機制砂混凝土，可以有效改善混凝土的性能，使混凝土具有較好的穩定性。

5 結 語

綜上所述，機制砂混凝土具有較高的性能，在施工過程中要保證機制砂混凝土的性能得到充分的發揮，還應注意進場復驗，使得機制砂的合格率得到加強，對于顆粒的級配和各種條件，進行質量上的控制。且要保證機制砂中不能有雜物，在攪拌的同時要延長時間，使混凝土的和易性得到加強。此外，機制砂的飽水性能較差，需要用混凝土罐車進行有效的保護運輸，在施工中需要加強注意。

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