研究機制砂特性對混凝土和易性影響的試驗

陸宗平

（桂平市永固混凝土有限公司 廣西桂平 537226）

機制砂是指采用機械設備通過破碎與篩分加工出的粒徑在4.75mm以內的顆粒，它與河砂完全不同，不同地區的機制砂，其技術性能可能完全不同。而且實踐表明機制砂會對混凝土和易性帶來很大的影響，為了使采用機制砂的混凝土的各項性能滿足設計要求，有必要通過試驗來確定影響規律，進而為混凝土的配制與施工提供參考依據。

1 原材料與方法

1.1 原材料

1.1.1 水泥

水泥標號為P.O.42.5R，主要物理性能指標如表1所示[1]。

表1 水泥主要物理性能指標

1.1.2 集料

（1）粗骨料：II類骨料，粒徑在5～26mm范圍內，連續級配，壓碎值、針片狀顆粒的含量與空隙率都滿足要求。

（2）細骨料：各項技術指標都達到I類砂標準，在試驗中所用所有機制砂都能滿足II區砂的要求[2]。

1.1.3 外加劑

高效減水劑，要求減水率按30%控制。

1.2 方法

采用標準提出的方法試驗拌和物各項性能。

2 結果與分析

通過對機制砂的篩分可以發現其石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量有很大變化，這些組份是影響混凝土和易性的主要組份[3]。試驗中共選擇八組機制砂，設計了強度等級分別為C30與C60的混凝土，以此對石粉和粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量對和易性造成的影響進行分析。

（1）對于C30混凝土，其配合比為：水泥：水：機制砂：碎石=370：163：882：1035，當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為2.9%、9.2%時，混凝土細度模數為3.21，坍落度為140mm，和易性：黏聚性差，離析和泌水嚴重；當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為3.7%、9.6%時，混凝土細度模數為3.10，坍落度為140mm，和易性：黏聚性差，離析和泌水現象均存在；當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為4.8%、9.9%時，混凝土細度模數為2.90，坍落度為160mm，和易性：黏聚性一般，離析和泌水現象輕微；當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為5.2%、9.8%時，混凝土細度模數為2.80，坍落度為170mm，和易性：黏聚性良好，無離析和泌水；當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為5.5%、10.1%時，混凝土細度模數為2.85，坍落度為175mm，和易性：黏聚性良好，無離析和泌水；當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為6.1%、13.8%時，混凝土細度模數為2.74，坍落度為185mm，和易性：黏聚性良好，無離析和泌水；當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為7.0%、11.2%時，混凝土細度模數為2.71，坍落度為180mm，和易性：黏聚性良好，無離析和泌水；當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為7.3%、15.5%時，混凝土細度模數為2.68，坍落度為185mm，和易性：黏聚性良好，無離析和泌水。

由以上結果可知，伴隨石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量不斷增加，C30混凝土和易性變好，并且坍落度也能從140mm提高到185mm。C30混凝土屬于低強度混凝土，因水泥用量相對較少，石粉可以彌補水泥，提高混凝土黏稠度，實現對黏聚性的有效改善。小顆粒有很大的比表面積，小顆粒表面能對自由水進行吸附，實現對保水性的有效改善。小顆粒和水泥與水相混合后將形成細砂漿，能潤滑小粗骨料，降低摩擦力，使混凝土的流動性提高[4]。由于C30混凝土自身粉體材料相對較少，容易產生離析與泌水的現象，對此適當增加石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒含量能在保證保水性的基礎上提高其流動性[5]。

（2）對于C60混凝土，其配合比為：水泥：水：機制砂：碎石=517：155：622：1156，當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為2.9%、9.2%時，混凝土細度模數為3.21，坍落度為180mm，和易性：黏聚性一般，離析和泌水現象輕微；當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為3.7%、9.6%時，混凝土細度模數為3.10，坍落度為180mm，和易性：黏聚性一般，離析和泌水現象輕微；當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為4.8%、9.9%時，混凝土細度模數為2.90，坍落度為175mm，和易性：黏聚性良好，無離析和泌水；當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為5.2%、9.8%時，混凝土細度模數為2.80，坍落度為170mm，和易性：黏聚性良好，無離析和泌水；當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為5.5%、10.1%時，混凝土細度模數為2.85，坍落度為170mm，和易性：黏聚性良好，無離析和泌水；當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為6.1%、13.8%時，混凝土細度模數為2.74，坍落度為165mm，和易性：黏聚性良好，無離析和泌水；當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為7.0%、11.2%時，混凝土細度模數為2.71，坍落度為155mm，和易性：黏聚性良好，無離析和泌水；當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為7.3%、15.5%時，混凝土細度模數為2.68，坍落度為150mm，和易性：黏聚性良好，無離析和泌水。

由以上結果可知，C60混凝土只有當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別為2.9%、9.2%和3.7%、9.6%兩種時其和易性才相比較差，而伴隨石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量不斷增加，其和易性增強，但坍落度有所減小[6]。因C60混凝土采用了較多的水泥，所以自身具有良好的保水性與黏聚性，能抵抗離析的發生；另外，水泥還能起到保水的作用，使整體處在細顆粒適量的良好狀態，此時如果石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量大幅增加，將吸附自由水，使混凝土過于干稠，影響流動性，這也是當石粉與粒徑在0.15mm以內的顆粒實際含量分別達到7.3%、15.5%時，C60混凝土坍落度只有150mm的原因。

3 結束語

綜上所述，不同強度等級的混凝土其和易性受石粉與粒徑在0.15mm以內顆粒含量的影響也不同，但通過石粉與粒徑在0.15mm以內顆粒含量的適當增加，都能起到改善和易性的作用，同時要注意石粉與粒徑在0.15mm以內顆粒含量不可過大，否則會對混凝土的流動性造成很大影響。