人工砂與河砂混凝土相關性能比對試驗研究

【摘要】本文首先介紹了砂石和混凝土質量的關系，分析了砂石材料對混凝土的影響。在分析了人工砂在混凝土施工中使用現狀的同時，探討了人工砂與河砂對混凝土質量的影響。

【關鍵詞】人工砂；河砂混凝土；相關性能；比對試驗

一、前言

作為建筑中使用最為頻繁的建筑材料之一，混凝土的應用水平在近期得到了有效提升。研究人工砂與河砂混凝土相關性能，能夠更好地指導混凝土的相關實踐，從而保證其施工效果。本文從介紹砂石和混凝土質量的關系著手研究。

二、砂石和混凝土質量的關系

1.骨料和混凝土強度的關系

在以往的生產過程中主要使用的是塑性混凝土，在這種混凝土制作的過程中對砂石沒有太高的要求，但是在20世紀50年代，我國的很多生產構件的工廠都使用干硬性混凝土，這種混凝土在使用范圍上非常窄，只能將其應用于預制構件的生產，在工作時需要付出很大的工作強度，同時還會在一定程度上造成工人神經系統出現問題，生產過程中產生的噪音也非常大，消耗的能源也非常多，所以使用不久就停止生產，這種混凝土的強度和石子的強度有著直接的關系面，所以砂石對混凝土質量的影響也是極其明顯的。

2.骨料粒徑和粒形對混凝土其他性能的影響

（一）粒徑的影響

一般骨料水灰比越大，骨料粒徑對混凝土滲透性的越大，砂漿的這種影響最小；骨料粒徑大會降低混凝土的抗凍性。

（二）粒形的影響

對于滿足一定強度和密實性要求的混凝土來說，拌和物的施工性是保證混凝土最后質量的最重要性質。對混凝土施工性來說，骨料的粒形有時比級配的影響還要大。理想的骨料粒形呈等徑狀（即宏觀球形）。表面粗糙程度相同時，等徑狀骨料的比表面積最小，需水量最小，可以同時滿足施工性和強度等硬化混凝土性質。

三、砂石材料對混凝土的影響分析

1.抗滲性

通常情況下在混凝土結構中隨著集料參量的增加，接口區對混凝土滲透性的影響也會較大。集料的形狀、級配以及最大粒徑都會對水泥漿體界面結構產生重要影響。當混凝土內部結構中集料不好的時候，界面上就會存在較多孔隙以及自由水。水分蒸發之后就會產生較多孔隙，隨著孔隙的增多，混凝土抗滲性也就會變得越來越差。

針對砂石材料對混凝土抗滲性的影響的分析，我們將通過專門試驗的方式來進行深入分析。工程人員通過應用不同巖性的粗集料來深入分析它們對混凝土抗滲性能造成的影響。通過專門試驗工作人員發現當水灰比逐漸減小的時候，水泥混凝土滲水高度也將會隨之減少。水灰比是0.35和0.39的時候，水泥混凝土滲水高度則是明顯要大的。對不同巖性水泥混凝土進行分析，發現在相同水灰比下石灰巖混凝土滲水高度是最大的，因而石灰巖混凝土抗滲性能也是最差的。

2.干縮性

干縮性是水泥混凝土結構的一個重要指標。加強對干縮性的分析也是具有重要意義的。在實際工作過程中應該高度重視干縮性。干縮性與粗集料有密切聯系。在混凝土中如果保持合理的粗集料含量就能夠有效提升混凝土強度以及體積穩定性能。這是一方面，還需要注意到另一方面的影響。當裂縫擴展到粗集料或者是要通過粗集料的時候，正是因為普通粗集料比較密實因而會使得裂縫難以通過。

四、人工砂在混凝土施工中的使用現狀

1.人工砂的特性

人工砂表面粗糙，形狀一般為多棱角立方體，由于人工砂的生產過程，其一般含有一定量的石灰粉末。人工砂與天然砂在形態上基本類似，特別是卵石破碎而得的人工砂，用戶很難與天然砂進行區分，巖石生產得到的人工砂則石粉含量較高，推廣起來有一定難度。現階段國內生產人工砂主要有兩種方式，一種是專門生產機制，把生產人工砂作為目的，這樣專業的生產模式得到的人工砂具有優良的品質，其級配、細度模數甚至比天然砂還要優越，把這種專業生產模式生產得人工砂叫做機制砂；另外一種人工砂的生產主要來源于附帶產品，在碎石的生產過程中會產生很多的石屑，這就是人工砂的前身，目前國內人工砂的主要來源就是附帶產品生產，這種人工砂受材料材質不一的影響，其質量也不一定。

2.人工砂混凝土配制

砂石骨料的顆粒級配、顆粒形狀、表面的粗糙程度、針片狀顆粒的含量、空隙率、石粉含量這些具體的因素在混凝土配置中都需要列入考慮，人工砂的使用對于混凝土配制起到積極的影響，使用人工砂配制得到的混凝土塌落度明顯減小、流動度變差但混凝土強度提高了，在水泥用量少的混凝土配置中更為顯著。嚴格按照配置比例，根據人工砂的顆粒級配、石粉含量、粗糙程度，結合適當的水泥用量，選擇合適的需水量才能配制出質量靠譜的混凝土，提高混凝土施工的密實性，抗滲性能、抗凍性能都能有明顯提高，提高工作效率，節約成本。

五、人工砂與河砂對混凝土質量的影響

1.分析人工砂級配與細度模數對混凝土性能的影響

由于全國各地區人工砂的生產的砂源不同，造成的砂石質量的不一。同時，受生產加工機制砂的設備好壞和工藝水平的高低的影響，生產出人工砂粒型和級配同樣也存在著很大的區別。所以，對人工砂生產質量的控制，必須要從砂源的源頭開始，經過各個生產流程工藝的控制，采用新設備新技術，嚴格把好質量關，控制好人工砂的各項技術指標，生產出滿足工程建設需要的砂石材料。

通過人工砂和天然砂在基本相同的指標、同水灰比和其它材料相同等條件下，對人工砂不同比例之間的試驗得出用人工砂配制的混凝土性能具有共同的特點，即在同樣的水量中其塌落度變小、流動性變差，但是混凝土經過28天的養護，其強度明顯比純天然砂配制的混凝土強度來得高；如果想要保持流動性、塌落度不變，需水量就必須相應的增加。要配制出符合工作性能良好的混凝土，最適合配制混凝土人工砂的細度模數范圍在2.6～3.0之間，級配區為II區為最佳。

2.分析石粉含量對混凝土性能的影響

對于混凝土的工作性能而言，不同級配的人工砂都肯定存在著一個最佳的石粉含量值，通過良好的人工砂級配和適中的石粉含量配制混凝土強度分析，可知因石粉本身具有潤滑、晶核作用、活性效應及填充作用、吸水效應等工作機理，適量的石粉含量不僅不影響混凝土強度而且對其拌和物和易性及強度等性能反而具有良好的改善效果。

3.不同比例人工砂對混凝土性能的影響

制備符合工程要求的混凝土采用人工砂按特定比例取代天然砂是人工砂應用發展的趨勢。在純天然砂配制的混凝土的強度為最低的，而人工砂配制的強度則最高。這說明在生產出各項人工砂參數優良的情況下，人工砂優于天然砂在混凝土性能上的作用。

六、結束語

通過對人工砂與河砂混凝土相關性能比對的相關研究，我們可以發現，不同砂石對混凝土的性能有著重大影響，有關人員應該從混凝土的客觀應用環境出發，充分利用優勢條件，研究制定最為切實可行的混凝土使用方案。

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