機制砂石粉含量對混凝土的強度影響

潘祖偉 劉艷云

（中交三航局第三工程有限公司， 江蘇 南京 210000）

0 前言

混凝土的強度是判斷混凝土品質的關鍵指標，因此如何提高混凝土強度并使它處于穩定的狀態，是施工生產企業必須考慮的問題。但是目前隨著各類自然資源的大量開采使用，天然河沙的儲量不斷減少，而且在較短的時間內是不能再生的，在此環境下用機制砂代替天然砂是大形式所趨，但是機制砂在制造的時候必然會存在一定量的石粉，導致混凝土的強度受到影響。

1 機制砂概述

機制砂，通常是指顆粒粒徑在4.75mm以下的巖石，通過對其進行除土處理，并由機器進行碾碎、篩選制造的砂石。機制砂多數都是選取當地的材料，還有一部分是通過使用生產粗骨料時剩余的產物作為原料，通過專用的機器設備進行機制砂的制造。要保證機制砂的穩定性，就必須保證在施工的過程中所使用的機制砂的粒徑、細度、石粉含量等參數的穩定。

從外觀上看，機制砂多以黑色或是灰白色為主，若是采取干法制造機制砂，那么機制砂中的石粉含量會達到百分之十左右。機制砂在制作的時候，石粉是必然的組成部分，只是受到其制造工藝的影響，會導致機制砂中的石粉所占的比例有所不同，有多有少。合理量的石粉將有助于使混凝土各方面的指標參數得到提高，在完善混凝土骨料的級配、提高混凝土的密實性等方面都有較多的幫助，但是要注意石粉的含量，如果較少或者較多都會在一定程度上使混凝土的性能下降。

機制砂可以劃分為不同的類型，結合細度模數可以對其進行劃分，現在我國所生產的機制砂的細度模數基本都在2.8到3.6的的范圍內，屬于中粗砂類型，機制砂中石粉的含量也處于中等，在機制砂中所含石粉的比例與細度模數之間呈反比[1]。從機制砂的顆粒形狀來看，機制砂表面是有棱角的粗糙小顆粒形狀，這種形狀在很大程度上降低了混凝土的和易性，但是對于水泥與骨料的粘結有較大的幫助。石粉有利于降低機制砂對混凝土的和易性產生的不利，避免混凝土在使用時出現泌水現象。

2 機制砂石粉含量與混凝土的關系

相關的試驗表明，機制砂中的石粉含量對混凝土施工時的影響主要有兩方面，首先，當機制砂中石粉所占的比例小于百分之二十的時候，可以提高混凝土的強度，這是由于石粉減少了機制砂之間存在的空隙部分，提高了混凝土的密實度，改善了機制砂級配不良的缺陷，從而使混凝土的強度得到提高。其次，使用機制砂制作混凝土時，在水泥水化的初期，石粉將有利于提高水泥熟料的水化，增強前期的強度。當機制砂中石粉所占的比例大于百分之二十的時候，會使混凝土的膠集比偏離標準，影響膠凝材料的比例，在很大程度上減弱了混凝土的強度。通過相關的研究發現在機制砂中石粉含量的多少對于所生產的混凝土具有多個方面的影響，既有好的也有壞的，這需要控制好摻加量才能使混凝土的強度符合要求。

3 機制砂石粉含量對混凝土的強度的影響

機制砂中石粉的含量對混凝土的強度產生的的影響主要表現在以下幾個方面：

3.1 混凝土需水量的變化

在進行混凝土生產的過程中，普遍都會出現這樣的情形，在相連的幾天之中，采用同樣的材料配比，一樣的塌落度，天氣變化較小，但生產出來的混凝土強度相差較大，這主要是因為需水量的不同導致的。這需要從兩個方面進行考慮，第一，機制砂中石粉所占比例的不同會導致混凝土需水量的不一樣。第二，機制砂中石粉的含量不同會導致外加劑相對摻加量不一樣，從而導致混凝土生產時所需的需水量不一樣。

機制砂中石粉所占比例的不同，會導致混凝土對水的需求量不一樣，相關人員曾經做過一個實驗，用150 μm以下的砂（與石粉的75 μm相類似），混凝土相關規定中Ⅱ級粉煤灰的需水量比的要求，Ⅱ級粉煤灰的細度45 μm的篩余在13到25之間，這和機制砂中石粉的細度大小基本相同，這就說明這一部分的砂，在物理性能方面已經與粉煤灰相差無幾，只是在后期增強強度方面不具有粉煤灰的火山灰效果[2]。因此，可以把石粉當做一種惰性膠凝物質，在粉煤灰較為稀少的地區可以使用少量的石粉代替粉煤灰使用，增強性能。可是，這必然會導致，在進行混凝土生產的時候，如果所使用的機制砂中石粉所占的比例較多，隨著機制砂使用數量的上升，勢必會使混凝土中的惰性膠凝材料的含量也隨之增多，使混凝土的水膠比上升，從而使混凝土的強度減弱。對于機制砂中石粉的含量不同會導致外加劑相對摻加量不一樣，主要是因為在實際的混凝土生產中，隨著機制砂中石粉所占的比例不斷增多，就會導致惰性膠凝材料以及活性膠凝材料的數量也增加，但是外加劑的用量不改變，這就會導致外加劑在混凝土中所占的比例降低，從而導致外加劑的減水率下降，生產混凝土時的需水量相對增多，水膠比上升，導致混凝土的強度有所下降。

3.2 混凝土膠凝材料的組成變化

在上文中我們提到，石粉可以作為一種惰性的膠凝材料在生產混凝土的時候使用，那么如果機制砂中石粉的含量產生變化，那么必然會對混凝土中的膠凝材料的構成造成一定的影響。通過相關試驗發現，混凝土中的活性摻加料的比例增加到一定程度的時候，影響系數的數值就會逐漸減小，導致膠砂的強度也會慢慢降低。在機制砂中石粉所占的比例也有一個影響系數，當機制砂中的石粉所占的比例到相應的范圍之后，它的影響系數的數值也會降低，使膠凝材料的抗壓強度減弱，從而導致混凝土的強度在一定程度上減弱。

3.3 石粉對水泥水化的促進作用

根據相關的試驗研究表明，盡管石粉是一種惰性原料，但是它在水泥發生水化反應的過程中，會起到晶核作用，加快水泥的水化反應速度，增強混凝土的強度。

3.4 石粉對骨料的填充作用

在混凝土的生產過程中，石粉會發生微集料填充反應，把骨料之間存在的空隙填充好，增強混凝土的密實度，從而保障了混凝土的強度。這種效果在標號較低的混凝土中表現的更加顯著。因此施工所使用的機制砂中含有適量的石粉，可以增強混凝土的強度。

但是，在進行混凝土制造的時候石粉的含量并不是越少越好，但也要注意不能過多，注意要控制好石粉的含量。前文提到了石粉含量的多少對混凝土造成的影響，下面根據石粉產生的影響，提出了幾點控制機制砂中石粉所占比例對混凝土強度的影響的方法。首先，按照不一樣類型的機制砂，要把石粉的含量控制在合適的比例內，既要保證機制砂中所含有的石粉可以代替混凝土中的部分膠凝材料，增強混凝土的密實度以及促進水泥的水化反應，又要讓石粉的含量不影響膠凝材料的強度。其次，要做好機制砂的分類存儲以及管理工作，機制砂制造出來以后要立即做好機制砂中石粉含量的檢測工作，并根據檢測結果中石粉的含量計算好所需要的外加劑的使用劑量，必須保證外加劑的穩定性，從而提高混凝土的強度。最后，按照所選用的機制砂的種類，測量并計算好機制砂中石粉所占的比例對混凝土強度的影響系數，結合石粉的含量計算出膠凝材料的強度，把活性膠凝材料的使用量調整到最好，這樣才能確保膠凝材料使用時的穩定性，從而使混凝土的強度得到增強。

4 結語

總之，機制砂中石粉的含量會對混凝土的強度有較大的影響，只有含量適度才能增強混凝土的強度，否則會致使混凝土的強度降低，導致施工的質量受到影響，因此在進行機制砂制造的時候要注意對石粉含量的進行控制。

[1[余輝華.淺談機制砂中石粉含量對混凝土強度的影響[J].建筑.節能,2017(12):206-207.

[2]王青,江滿,徐港,趙娟,張斌.機制砂石粉含量對泵送混凝土強度的影響[J].預拌混凝土,2018(2):102-106.