特細砂對砂漿拌合物流動性能的研究及應用

山西中條山新型建材有限公司 山西臨汾 043700

隨著我國基礎建設的不斷發展，建設用砂的需求量逐漸增長。由于天然砂在混凝土中大量使用，江、河、湖泊中的天然細砂、中砂及粗砂被大肆開采，資源日趨枯竭，且造成了嚴重的生態破壞。

我國江河水系發達，支流眾多，存在巨大的特細砂資源，細度模數在0.7-1.5。通過人工搭配，此類砂完全可以用于混凝土的生產，建設用砂的細度模數范圍從1.6-3.7可增大到0.7-3.7，可以解決天然砂緊缺的燃眉之急。

碎石在生產過程中會產生大量的石屑，經過簡單的級配調整可制成機制砂，且資源豐富。機制砂表面比天然砂粗糙，有尖銳棱角，含有較多粒徑小于0．08mm的石粉。

1 原材料及試驗方法

1.1 試驗原材料

特細砂：產地為山西省臨汾市，細度模數1.4，含泥量0.8%。

標準砂：細度模數2.3，不含泥。

機制砂：產地為山西省臨汾市某石料廠，細度模數3.2，石粉含量8.6%，亞甲藍（MB）值為1.0。

特細砂、標準砂及機制砂的顆粒級配見表1。

水泥：山西中條山新型建材有限公司生產的普通硅酸鹽水泥P.O42.5。

1.2 試驗方法

試驗采用固定的用水量及水泥用量，研究特細砂摻入不同比例時混合砂漿拌合物的流動度情況，分析特細砂的摻入量對用水量、細度模數及水膠比的影響。通過與標準砂拌合物的流動性能對比，論證特細砂作為混凝土用砂的可行性。

依據GB/T2419-2005《水泥膠砂流動度測定方法》進行流動度的測定，試驗配合比參照GB/T1596-2017中“粉煤灰需水量比試驗方法”的膠砂配合比進行試驗。

2 試驗結果及分析

2.1 標準砂拌合物基準流動度

試驗依據“粉煤灰需水量比試驗方法”找出膠砂流動度達到“145-155mm”范圍時的用水量，確定出基準配合比及拌合物狀態。相關數據見表2。

表2 標準砂拌合物基準配合比及流動度

2.2 摻特細砂的混合砂漿拌合物流動度試驗

試驗采用特細砂和機制砂分別以不同比例混合拌制砂漿，試驗的水泥量和用砂量與基準配合比保持一致。通過調整用水量，使混合砂漿拌合物的流動度達到基準流動度150mm，觀察用水量、水膠比及混合砂的細度模數變化情況。特細砂的摻入量從750g、700g、650g、600g、550g、500g、450g、400g、350g、300g、250g進行試驗。相關數據見表3，對應曲線見圖1、圖2和圖3。

從表3中的試驗數據顯示，“基準-2”的砂漿拌合物流動度達到150mm時的用水量為180ml。較“基準-1”的用水量高出60ml，導致水膠比由“基準-1”的0.48增大到0.72。由于水膠比是決定強度的關鍵因素，水膠比增大會導致強度的下降。因此，單獨使用特細砂不利于砂漿及混凝土的強度質量。

表1 顆粒級配表

表3 不同比例特細砂與機制砂混合砂漿拌合物性能

圖1 特細砂對砂漿拌合物用水量的影響曲線

圖2 特細砂對砂漿水膠比的影響曲線

從表3和圖1的試驗數據及曲線顯示，當混合砂漿拌合物流動度保持在150mm時，調整特細砂在混合砂中的摻入量可以降低用水量。隨著特細砂摻量的減小混合砂漿的用水量逐漸減少，摻量下降到47%時用水量達到最低118ml。當特細砂摻量小于47%時，混合砂的用水量趨勢發生反轉開始略微增加。圖2混合砂漿水膠比曲線走勢與圖1混合砂漿用水量曲線一致，當特細砂摻量在47%時水膠比達到最低0.47。特細砂與機制砂按1-8#比例混合時用水量要低于標準砂的用水量120ml，相對應的水膠比低于標準砂的0.48，配制的砂漿強度更高。特細砂通過與機制砂搭配使用完全可以達到天然中砂的效果，甚至更優。

表3和圖3的試驗數據顯示，隨著特細砂摻入量的減小混合砂的細度模數逐漸增大，呈線性走勢。當混合砂漿的用砂為100%特細砂時，細度模數即為特細砂的1.42，隨著特細砂摻入量的逐漸減少至0時，細度模數達到機制砂的細度模數3.21。可見，在特細砂和機制砂搭配使用時，混合砂的細度模數可調，且調整范圍較大。在混凝土的實際生產過程中可根據需要值通過調整特細砂與機制砂的混合比例達到，因此更具備可調性和適用性。

圖3 特細砂對混合砂細度模數的影響曲線

3 結論

（1）特細砂拌制的砂漿用水量高于天然中砂，通過與機制砂搭配使用可以降低用水量，合理的特細砂摻量可以使砂漿拌合物的流動度達到天然中砂的效果。

（2）通過調整特細砂與機制砂的混合比例，可以達到中砂的細度模數要求。且調整的范圍較大，在混凝土生產過程中更具備調整性和適用性。

（3）特細砂可以用作混凝土的生產用砂，與機制砂合理搭配使用可以滿足拌合物性能及強度要求。科學合理的利用特細砂可以解決現有天然中砂供應緊缺的現狀，降低混凝土生產成本，具有很高的經濟效應。