不同摻量特細砂對機制砂混凝土性能的影響

黨昆飛

（延津縣金基混凝土有限責任公司，河南 新鄉 453201）

不同摻量特細砂對機制砂混凝土性能的影響

黨昆飛

（延津縣金基混凝土有限責任公司，河南 新鄉 453201）

本文通過特細砂摻入量分別以 0%、10%、20%、30%、40%、50% 代替機制砂拌制混凝土，試驗其拌合物性能，并成型進行抗壓試驗。試驗得出當特細砂摻入量為 20% 時，混凝土拌合物性能最佳，且其抗壓強度最高，比摻 0% 的 28 天強度高2.7MPa，比摻 50% 的 28 天強度高 6.3MPa。

機制砂；特細砂；混凝土；和易性；強度

0 引言

本地區（河南）由于材料資源的限制，沒有較多的河砂可用，大部分只能用機制砂與特細砂（本地區俗稱的黃河面砂）混合配制混凝土。而機制砂級配往往是兩頭大中間小，尤其當其較粗時，若單獨使用機制砂，混凝土容易離析，不包漿，砂石分離，致使混凝土無法泵送、難以使用。而本地區恰恰有著豐富的特細砂，特細砂級配是中間大兩頭小，級配單一，比表面積大、需水量大，特細砂不宜單獨用于混凝土中，然而可以與機制砂混摻起到互補的作用。本試驗將細度模數為 0.8 的特細砂按 0%、10%、20%、30%、40%、50%分別替代細度模數為 3.1 的機制砂拌制混凝土進行試驗，得出了特細砂與機制砂的最佳比例，為本地區機制砂混凝土的配制和生產提供一些參考。

1 試驗原材料

1.1 原材料

（1）水泥：品種為 P·O42.5，長垣縣同力水泥有限公司生產，各項性能指標均符合 GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》的要求。基本性能見表 1。

表 1 水泥的物理與力學性能

（2）摻合料

粉煤灰：采用Ⅱ級粉煤灰，細度 17.8%，需水量比100%，燒失量 3.1%。

礦粉：采用 S95 級礦粉，比表面積 431m2/kg，7d 活性82%，28d 活性 99%。

（3）粗骨料：采用 5～25mm 連續級配碎石，其松散堆積密度為 1540kg/m3，表觀密度為 2710kg/m3，含泥量 0.5%。

（4）細骨料

機制砂：細度模數 3.1；特細砂：細度模數 0.8；其性能指標見表 3，篩余見表 4。

表 3 細骨料性能指標

表 4 機制砂篩分析情況 %

（5）采用聚羧酸高效減水劑，固含量 11.3%，減水率為21.3%，水泥凈漿流動度 240mm。

（6）水：自來水。

2 試驗方法

以只用機制砂的配方作為基準配比，試拌。保持細集料總量不變，再分別以特細砂按 10%、20%、30%、40%、50% 的摻量代替機制砂分別試拌，配合比見表 5。依據 GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》經行試驗，分別測其坍落度、擴展度，并觀察其流動性、粘聚性、保水性。并按照 GB/T 50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》成型，檢測 3d、7d、28d 抗壓強度，通過對比得出結論。

3 試驗結果及分析

（1）特細砂不同摻量，對混凝土拌合物狀態的影響見表6 及圖 1 和 2。

當不摻特細砂時，由于機制砂偏粗，使得混凝土中缺少細組分，機制砂中的空隙得不到填充，所以拌出的料漿體流走，致使混凝土沒有粘聚性。隨著特細砂的摻入，混凝土中的細組分得到補充，混凝土的粘聚性慢慢增加，但當特細砂的摻量達到一定程度（30%）后，再增加就使得混凝土中的比表面積增大，一方面需水量增大，另一方面所需要起潤滑作用的膠凝材料也應增加，且對減水劑的吸附量增大，在不增加水泥漿用量、減水劑用量的情況下，混凝土的流動性就越來越小，粘度增大，坍落度損失和擴展度損失加大。

表 5 混凝土配比 kg/m3

表 6 特細砂不同摻量的混凝土拌合物性能及狀態

圖 1 混凝土坍落度趨勢圖

圖 2 混凝土擴展度趨勢圖

特細砂不同摻量對混凝土強度的影響見表 7。其強度變化趨勢見圖 3。隨著特細砂的摻入，使得機制砂中的空隙得到填充，混凝土中細集料級配得到改善，使得混凝土更加密實，所以混凝土的強度有所增加。當特細砂的摻量為 20%時，其 28 天強度最高為 36.4MPa。當特細砂的摻入了達到30% 以后，隨著摻入量的增加，混凝土的比表面積增大，單位面積上的水泥漿減少，混凝土的強度逐漸下降。

表 7 特細砂不同摻量對混凝土強度的影響

圖 3 混凝土強度趨勢圖

4 結論

當機制砂較粗時（如本試驗中的機制砂細度模數 3.1），因其缺乏必要的細組分，若膠凝材料用量不足時，無法拌制出滿足施工要求的混凝土。

當摻入一定量的特細砂時，可以使得混凝土的和易性的到很好的改善。本試驗特細砂的最佳摻量為 20%，此時混凝土的和易性與強度在 6 組試驗中為均最佳。特細砂的適宜摻量在 10%～30% 之間，小于 10% 時，不足以填充機制砂中的空隙，混凝土的和易性得不到理想的改善。大于 30% 時混凝土的流動性及強度開始劣化，其坍落度損失加大，到達施工現場，工人容易加水其強度更會降低，并且會加大混凝土開裂的風險。

根據試驗得出的結果，本攪拌站在生產上應用已半年有余，無論是從混凝土拌合物性能，還是混凝土抗壓性能都得到了驗證。且特細砂相對便宜，可以降低混凝土的成本，在保證混凝土質量的前提下，使得公司的競爭力得到了一定的提升。

[1] GB 50164—2011．混凝土質量控制標準[S]．

[2] JGJ 55—2011．普通混凝土配合比設計規程[S]．

[3] GB/T 50080—2002．普通混凝土拌合物性能試驗方法標準[S]．

[4] GB/T 50081—2002．普通混凝土力學性能試驗方法標準[S]．

[5] 李龍海．預拌混凝土技術指南[M]．北京：中國建材工業出版社，2009，7．

［通訊地址］河南省新鄉市延津縣司寨鄉吳辛莊村 延津縣金基混凝土有限責任公司（453201）

黨昆飛（1987—），男，河南開封人，實驗室主任，二級建造師，主要從事混凝土的檢驗、配合比設計、質量控制及實驗室的管理工作。