摘要：近年來，隨著我國建筑工程行業(yè)蓬勃發(fā)展，具有高強(qiáng)度、高耐久性、高工作性的高性能機(jī)制砂混凝土成為了當(dāng)今混凝土材料的主要發(fā)展方向。本文以C40大流態(tài)機(jī)制砂混凝土為代表，分析其泥粉含量對混凝土工作性能和抗壓強(qiáng)度造成的影響，進(jìn)一步推廣機(jī)制砂在高性能混凝土中的應(yīng)用，同時可以減少生產(chǎn)成本，降低能耗，減少環(huán)境污染。

　　關(guān)鍵詞：機(jī)制砂;泥粉含量;大流態(tài)混凝土;工作性能;抗壓強(qiáng)度

　　改革開放以來，我國基礎(chǔ)工程建設(shè)和城市化建設(shè)高速發(fā)展，大流態(tài)混凝土在工業(yè)與民用建筑工程、道路橋梁工程、水利工程中應(yīng)用越來越廣泛，是不可缺少的建筑結(jié)構(gòu)材料，其具有優(yōu)異的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性能，可以提高建筑物的耐久性，降低建筑物使用周期內(nèi)的綜合成本。

　　砂作為混凝土組成的重要骨料之一，占混凝土體積的20%以上，起著填充、密實空隙的作用，并和粗骨料形成骨架，使混凝土獲得良好的工作性能。自1990年起，由于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷推進(jìn)，混凝土供不應(yīng)求，我國每年至少需要消耗10億噸砂。傳統(tǒng)混凝土中使用的砂主要是天然砂，如河砂、山砂、海砂等，其本身分布不均勻[1]，山區(qū)的天然砂資源儲量很少，而沿海、沿河流等地區(qū)的天然砂資源儲量稍多一些，但也不豐富，本來天然砂資源的再生速度就緩慢，經(jīng)過人們長時間無節(jié)制的開采，天然砂資源不但出現(xiàn)了使用嚴(yán)重緊缺的狀況，而且其整體質(zhì)量也越來越差，天然砂供需矛盾顯得十分突出。21世紀(jì)以來，我國已有一半地區(qū)處于天然砂資源匱乏的處境，甚至許多大城市都沒有可以利用的天然砂資源了。天然砂需求量激增，儲量卻逐步減少，遠(yuǎn)距離運砂成本又太大，導(dǎo)致了天然砂市場價格步步升高。在巨大經(jīng)濟(jì)利益的誘惑下，無序超采、亂采濫挖、過度開采河砂的現(xiàn)象屢禁不止[2]，不僅使河堤、港口等水利設(shè)施受到了危害，還給周圍的建筑環(huán)境和本地的生態(tài)環(huán)境造成了惡劣影響，不利于可持續(xù)發(fā)展。因此，國家出臺了一系列政策，嚴(yán)格規(guī)范采砂秩序，要求科學(xué)規(guī)劃采砂，限制年度采砂總量，進(jìn)一步造成了天然砂供應(yīng)不足，故用質(zhì)優(yōu)、價廉的機(jī)制砂替代天然砂生產(chǎn)大流態(tài)混凝土已成為必然。

　　1966年，我國創(chuàng)立了第一條機(jī)制砂生產(chǎn)線，通過不斷創(chuàng)新實踐，改良生產(chǎn)工藝，提高技術(shù)水平，我國人工砂加工規(guī)模越來越大，生產(chǎn)質(zhì)量越來越好，促使機(jī)制砂出現(xiàn)在我國各類建筑結(jié)構(gòu)材料中的頻率日趨增多。如今，眾多大型建設(shè)工程中都選擇使用高性能機(jī)制砂混凝土，例如大流態(tài)機(jī)制砂混凝土等，但有關(guān)高性能機(jī)制砂混凝土工作性能的研究較少，因此，努力探究高性能機(jī)制砂混凝土的性能具有十分重要的現(xiàn)實意義。

　　機(jī)制砂是經(jīng)過除土處理，由機(jī)械破碎，再篩分出來的粒徑小于4.75mm的巖石顆粒[3]，當(dāng)采用不同的制備工藝和設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)時，機(jī)制砂的細(xì)度、含泥量、粒形[4]等也不盡相同，進(jìn)而影響機(jī)制砂混凝土的工作性、強(qiáng)度和耐久性等[5]。通常機(jī)制砂混凝土中含有一定量的石粉、泥粉，可以改善混凝土和易性，便于施工操作，使混凝土密實、均勻。但在高性能大流態(tài)混凝土中，因為膠凝材料本身的用量較大，過多的泥粉、石粉會導(dǎo)致混凝土的工作性能變差。本文主要研究機(jī)制砂中泥粉含量對大流態(tài)混凝土工作性能及強(qiáng)度的影響規(guī)律，通過試驗數(shù)據(jù)的分析對比，得出相應(yīng)的結(jié)論，以推廣機(jī)制砂在大流態(tài)混凝土中成熟應(yīng)用。

　　1.試驗

　　1.1.原材料選用

　　(1)水泥采用金隅水泥，標(biāo)號為P·O42.5，其物理力學(xué)性能指標(biāo)如表1所示。試驗用粉煤灰為Ⅱ級，細(xì)度為10.5%，燒失量為4.6%。外加劑為聚羧酸減水劑。

　　(2)粗集料為碎石，其粒徑范圍為5～20mm，連續(xù)級配。試驗用機(jī)制砂為冀東集團(tuán)生產(chǎn)的石灰石機(jī)制砂，細(xì)度模數(shù)為2.8，石粉含量為8.5%。

　　1.2.試驗方法

　　成型試件在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)7d、28d，按《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50081-2002) 測試其抗壓強(qiáng)度[6]。通過和易性試驗，測量坍落度和擴(kuò)展度，觀測拌合物坍落及擴(kuò)散形態(tài)、泌水泌漿情況，評定混凝土拌合物的工作性能。

　　2.試驗結(jié)果與分析

　　本試驗中，固定機(jī)制砂石粉含量、級配分布等，把機(jī)制砂篩分成不同泥粉含量，配制C40大流態(tài)機(jī)制砂混凝土，對含泥量不同的高性能機(jī)制砂混凝土進(jìn)行和易性、抗壓強(qiáng)度試驗，得出的結(jié)果見表2、圖1和圖2。

　　從表2和圖1可以看出，泥粉含量對大流態(tài)機(jī)制砂混凝土工作性能的影響：機(jī)制砂中含泥量為1.5%的混凝土與機(jī)制砂中含泥量為3%的混凝土坍落度和擴(kuò)展度數(shù)值很接近，分別在235mm和560mm左右，說明當(dāng)大流態(tài)機(jī)制砂混凝土中泥粉含量較低時，含泥量的多少對混凝土的流動性、粘聚性、保水性影響并不大。機(jī)制砂混凝土中含泥量增加到4.5%時，其坍落度和擴(kuò)展度越來越小，且擴(kuò)展度減小得更為明顯，此時混凝土拌合物仍然表現(xiàn)出較好的工作性能。混凝土中泥粉含量超過6%時，混凝土拌合物變得較黏，泵送性能變差。這是因為少量泥粉可以起到增大包裹集料的作用，從而使混凝土具有一定的保水能力，減少泌水泌漿現(xiàn)象，改善混凝土的工作性能，但如果機(jī)制砂混凝土中的泥粉含量過大，泥粉大量吸取了水泥漿流動所需的水分，就會造成混凝土流動性能大大減弱。

　　從表2和圖2可以看出，泥粉含量對大流態(tài)機(jī)制砂混凝土抗壓強(qiáng)度的影響：含泥量較低的機(jī)制砂混凝土7d和28d抗壓強(qiáng)度分別為45.5MPa和55.2MPa，隨著泥粉含量的增加，機(jī)制砂混凝土7d和28d抗壓強(qiáng)度呈降低趨勢，但7d抗壓強(qiáng)度變化不明顯，28d抗壓強(qiáng)度有一定量的減小，故泥粉對混凝土強(qiáng)度有不利影響。這是因為含泥量增大，達(dá)到一定坍落度時所需的用水量增加，水灰比增大，而且泥粉本身也會降低漿體與集料之間的粘結(jié)作用，導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度下降。

　　3.結(jié)論

　　(1)一定量的泥粉可以改善大流態(tài)機(jī)制砂混凝土的工作性能，緩解機(jī)制砂混凝土的泌水泌漿現(xiàn)象，但含泥量不能過大，否則會造成混凝土和易性變差。本試驗中，當(dāng)泥粉含量在1.5%時，混凝土拌合物具有的和易性最佳，泥粉含量超過6%時，拌合物變得很黏，流動性明顯減弱。

　　(2)隨著泥粉含量的增加，機(jī)制砂混凝土的強(qiáng)度有所降低，所以機(jī)制砂混凝土中含泥量不宜過高。本試驗中，當(dāng)泥粉含量在1.5%時，7d和28d混凝土拌合物的抗壓強(qiáng)度均最高。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[2]趙巖.季凍區(qū)機(jī)制砂混凝土材料性能試驗研究[D].吉林建筑大學(xué)，2018.

　　趙社民.機(jī)制砂品質(zhì)對混凝土性能的影響[D].太原理工大學(xué)，2016.

　　閆光明，殷素紅，郭文昊，劉鵬，呂輝.砂巖機(jī)制砂顆粒特性及其配制的混凝土性能[J].材料研究與應(yīng)用，2019(4)：299-306.

　　[5]雷瑜，黃昌華，楊海成，盛余飛.砂巖石粉含量對中等強(qiáng)度等級機(jī)制砂混凝土性能的影響研究[J].建筑結(jié)構(gòu)，2017(6)：950-953.

　　[6]范德科，馬強(qiáng)，周宗輝，單立福，孔凡勝，王忠浩.石粉對機(jī)制砂混凝土性能的影響[J].硅酸鹽通報，2016(3)：912-917.

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