摘要：混凝土的原材料對(duì)混凝土的工作性能和強(qiáng)度產(chǎn)生巨大的影響。筆者用機(jī)制砂和特細(xì)枝江砂混合砂配制混凝土做了一些對(duì)比試驗(yàn)，通過測(cè)試新拌混凝土的坍落度和硬化混凝土的抗壓強(qiáng)度，得出結(jié)論如下：用機(jī)制砂和枝江砂混合砂配制混凝土?xí)r，在本實(shí)驗(yàn)條件下，機(jī)制砂的摻量為50％時(shí)，混凝土的工作性和力學(xué)性能可以達(dá)到一個(gè)最佳狀態(tài)；使用該種混合砂配制混凝土?xí)r存在一個(gè)最佳砂率，最佳砂率值為35％左右。
關(guān)鍵詞：混凝土；機(jī)制砂；特細(xì)砂；抗壓強(qiáng)度
0 前言
人工砂顆粒由于具有棱角和表面較粗糙，因而拌制的混凝土和易性較差，可引起混凝土的較大泌水，但人工砂中通常含有石粉可以部分改善混凝土的工作性能、力學(xué)性能和耐久性能。但石粉含量超過一定的值時(shí)，混凝土的粘聚性增強(qiáng)，導(dǎo)致新拌混凝土的坍落度減小，工作性不好，所以應(yīng)該對(duì)石粉含量進(jìn)行必要的限制。
在相同的水膠比條件下，隨著機(jī)制砂的亞甲藍(lán)MB值的增大，混凝土坍落度和擴(kuò)展度下降。對(duì)硬化混凝土的抗折強(qiáng)度與7 d抗壓強(qiáng)度有明顯降低作用，增加了混凝土各齡期收縮值，輕微降低了混凝土的抗氯離子滲透性，顯著加快了混凝土的凍融破壞，不利于混凝土的高性能化。
重慶地區(qū)多使用特細(xì)砂作為混凝土的原料之一，其主要原因是該地區(qū)及周邊缺少天然中粗砂。單純使用特細(xì)砂配制，混凝土容易分層，施工部位出現(xiàn)厚厚的浮漿層，使硬化后的混凝土的微觀結(jié)構(gòu)不均勻。特別是厚大體積混凝土和豎向混凝土的施工，其浮砂厚度為200—500mm。不僅混凝土強(qiáng)度低，而且會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)嚴(yán)重的分層和裂縫，這無疑會(huì)嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和混凝土質(zhì)量。因此，使用顆粒較粗的機(jī)制砂和特細(xì)砂混合、合理搭配，用于混凝土配制，具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
1 試驗(yàn)用原材料
（1）水泥：重慶拉法基水泥有限公司生產(chǎn)的P.042.5R普通硅酸鹽水泥；
（2）機(jī)制砂：重慶建工集團(tuán)機(jī)制砂；
（3）天然細(xì)砂：重慶騰航建材有限公司配送的湖北枝江砂；
（4）碎石：重慶產(chǎn)5—20mm碎石；
（5）粉煤灰：貴州習(xí)水原灰：
（6）礦粉：重慶睿亮建材有限公司生產(chǎn)的S95級(jí)磨細(xì)礦渣粉；
（7）外加劑：重慶吉升化工有限公司生產(chǎn)的萘系（lons一500）減水劑；
（8）拌合水：為自來水。
2 細(xì)度模數(shù)對(duì)混凝土性能的影響
2.1 機(jī)制砂、枝江砂的細(xì)度模數(shù)和顆粒級(jí)配
選用的機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)為2.78，枝江砂選用了細(xì)度模數(shù)分別為1.03、1.17、1.31、1.48的四種。
2.2 試驗(yàn)配合比
2.3 枝江砂的細(xì)度模數(shù)對(duì)混凝土的工作性能及抗壓強(qiáng)度的影響
2.4 試驗(yàn)結(jié)果分析
由圖1可知，隨著試驗(yàn)用枝江砂的細(xì)度模數(shù)的增大，混凝土拌合物的初始坍落度也隨之增加。對(duì)于細(xì)骨料，砂的細(xì)度模數(shù)愈小，顆粒愈細(xì)，在相同用量下總表面積大，用以包裹其表面并填充砂子空隙的水泥漿需要量也愈多，單位用水量與水泥用量就愈大。由圖2可知：①在養(yǎng)護(hù)齡期相同的條件下，隨著枝江砂細(xì)度模數(shù)的增大，混凝土的抗壓強(qiáng)度也逐漸增加；②隨著養(yǎng)護(hù)齡期增加，摻有不同細(xì)度模數(shù)的枝江砂的混凝土抗壓強(qiáng)度逐漸增加。
由以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出，砂的細(xì)度模數(shù)對(duì)所配制的混凝土性能影響較大。所以控制混凝土用砂的細(xì)度模數(shù)是設(shè)計(jì)配合比和施工現(xiàn)場(chǎng)保證混凝土工程質(zhì)量的一個(gè)十分有效的途徑。
3 枝江砂與機(jī)制砂相對(duì)含量對(duì)混凝土性能的影響
選用的機(jī)制砂、枝江砂的細(xì)度模數(shù)分別為2.78、1.10。
3.1 試驗(yàn)配合比
試驗(yàn)采用C30等級(jí)的配合比，水泥用量為290 kg／m3，細(xì)骨料為693 kg／m3，碎石為1 120 kg／m3，粉煤灰摻量90 kg／m3，水的為175 kg／m3，外加劑的摻量為2.69％。
3.2 枝江砂與機(jī)制砂相對(duì)含量對(duì)混凝土性能影響
3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
由表2可知，隨著替代率的增大，機(jī)制砂混凝土的抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，但是7d的齡期以后替代率為50％的機(jī)制砂混凝土的抗壓強(qiáng)度均大于其他替代率的混凝土的強(qiáng)度。這說明：機(jī)制砂與天然砂的比例存在著一個(gè)最佳摻量，在這個(gè)最佳摻量范圍內(nèi)，混凝土的拌合物不但具有良好的施工和易性，而且硬化后的混凝土具有較高的強(qiáng)度。
4 機(jī)制砂中石粉含量對(duì)混凝土工作性能的影響
機(jī)制砂中的石粉主要是磨細(xì)的巖石粉末，對(duì)水泥起一種惰性摻和料的作用，石粉可以填補(bǔ)混凝土骨料之問的空隙，改善混凝土和易性，提高混凝土密實(shí)度，因而提高了混凝土的強(qiáng)度，也有益于混凝土的長(zhǎng)期耐久性。
4.1 試驗(yàn)配合比
4.2 不同石粉含量對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響
4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析
由表4可知，4—6％石粉含量可增加混凝土坍落度。在膠凝材料用量相同的條件下，不含石粉的機(jī)制砂和含有4％的石粉的機(jī)制砂配制C30混凝土進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見表5。
綜合表4和表5可以看出，砂中含有少量石粉，混凝土各齡期的抗壓強(qiáng)度有所提高，抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度等性能亦均略有提高，然而石粉含量超過一定比例，混凝土各齡期抗壓強(qiáng)度則均略有降低。
5 砂率對(duì)混凝土性能的影響
試驗(yàn)所使用的砂為混合砂，即枝江砂和機(jī)制砂以固定比例混合使用。
5.1 試驗(yàn)原材料
礦粉為S95級(jí)磨細(xì)礦渣粉，比表面積4 530 cm2／g，摻量為膠凝材的2.0％。細(xì)骨料為枝江砂與機(jī)制砂的混合料，粗骨料為5—20 mm連續(xù)級(jí)配的碎石。
5.2 試驗(yàn)配合比
本次試驗(yàn)采用C50的配合比，具體見表6。
5.3 砂率對(duì)混凝土性能的影響
5.4 試驗(yàn)結(jié)果分析與討論
由表7可知，混凝土的坍落度隨砂率變化的趨勢(shì)是先隨砂率的增大而逐漸增加，而后又降低，表明混凝土坍落度與砂率并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，是存在一個(gè)最佳值。
分析抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果可知，砂率對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響存在同樣的變化趨勢(shì)，在本實(shí)驗(yàn)條件下，最佳砂率值為35%左右。
從上述結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：砂率對(duì)混凝土的工作性、抗壓強(qiáng)度均有不同程度的影響。其中混凝土的工作性受砂率的影響尤為顯著，且存在最佳砂率值。五組試驗(yàn)均是使用相同水泥用量，在水泥漿含量不變的情況下，砂率過大會(huì)造成集料總表面積及隙率的增大，水泥漿將相對(duì)減少，造成混凝土拌合物的粘聚性增大流動(dòng)度降低，如果砂率過小，在粗集料之間不能保證有足夠的水泥砂漿也會(huì)降低混凝土拌合物的流動(dòng)性，還易造成離析、流漿等現(xiàn)象。
6 結(jié)論
本文主要研究了細(xì)骨料的性質(zhì)對(duì)混凝土性能的影響。
通過研究，發(fā)現(xiàn)了細(xì)骨料性能對(duì)混凝土工作性和力學(xué)性能的影響規(guī)律，并得出以下結(jié)論：枝江砂的細(xì)度模數(shù)增大，在相同用水量和水泥用量的前提下，混凝土的初始坍落度會(huì)增大，硬化后的抗壓強(qiáng)度也相應(yīng)提高。用機(jī)制砂和枝江砂混合砂配制混凝土?xí)r，在本實(shí)驗(yàn)條件下，機(jī)制砂的摻量為50％時(shí)，混凝土的工作性和力學(xué)性能可以達(dá)到一個(gè)最佳狀態(tài)。混凝土的抗壓強(qiáng)度和初始坍落度隨著砂率的增大先呈增大趨勢(shì)，后又逐漸減小，因此在配制混凝土?xí)r存在一個(gè)最佳砂率，在本實(shí)驗(yàn)條件下，最佳砂率值為35％左右。
參考文獻(xiàn)：
[1]徐健，等.人工砂與人工砂混凝土的研究現(xiàn)狀[J].國(guó)外建材科技，2004，（3）：20—24.
[2] 尹志府.用石砂配制高強(qiáng)混凝土及流態(tài)混凝土[J].混凝土，1993，（3）：8—13.
[3] 曹偉宏.遠(yuǎn)距離高泵程機(jī)制砂混凝土泵送施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2000，（11）：16一19.
[4]楊德斌，徐家保.石灰石石屑在混凝土及建筑砂漿中的應(yīng)用[J].混凝土，1991，（2）：22—26.
[5]李饗民，李寶忠.特細(xì)砂在混凝土中的應(yīng)用[J].山西建筑，2000，26（2）：132—134.
[6] 譚銳新，林勇.淺析細(xì)砂在商品混凝土中的應(yīng)用[J].建材標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量管理，2005，（2）：52—55.
[7]李霞，張彩霞.機(jī)制砂和細(xì)砂在高性能混凝土中的應(yīng)用研究[J].混凝土，2004，（12）：63—65.
編輯：金哲
