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国标《建筑用砂》规定了机制砂标准

浏览: 发布时间:20/02/10

混凝土作为主要的建筑材料,砂是重要的组成部分,包括天然砂和机制砂两大类。随着我国基础设施建设快速发展和环保意识的增强,天然砂已经不能完全满足工程建设的需要,采用机制砂配制混凝土已成为一种发展趋势。与天然砂相比,机制砂一般棱角尖锐,表面粗糙,且大多为粗砂,级配差,0.63~0.35mm的颗粒偏少,拌制的混凝土特别是低强度等级的混凝土和易性差,容易离析。

机制砂是由岩石除土开采、破碎、筛分而制成的,现在主要采用干粉法生产,由于生产机制砂用的岩石种类、破碎方式、分选工艺的不同,机制砂质量相差较大,石粉含量各不相同。石粉含量是机制砂中特有的技术指标,在机制砂中粒径小于75μm的颗粒称作石粉,国标《建设用砂》(GB/T14684-2011)规定用亚甲蓝实验来判断机制砂石粉是以石粉还是泥为主。石粉对机制砂混凝土性能影响显著,机制砂中含有一定量的石粉可以增加浆体的体积、改善混凝土和易性,填充混凝土骨料间的空隙、提高混凝土密实度;石灰岩质的石粉在水化过程中可以起到晶核作用,诱导水泥水化并产生析晶,加速水化产物的形成,并与其反应生成水化碳铝酸钙。此外,石灰岩质的石粉还对钙矾石向单硫型转化有阻止作用,增加钙矾石的稳定性。晶核及活性效应明显提高水泥浆-骨料界面的强度,这就是石粉的晶核和活性效应。

石粉含量为0时,初始坍落度160mm,扩展度445mm,混凝土严重离析、泌水,工作性很差,坍落度和扩展度损失很快;石粉含量3%时,初始工作性较前面一组稍有改善,但仍离析、泌水;石粉含量为6%时,工作性改善明显,初始坍落度185mm、扩展度455mm,仍有泌水、离析现象,坍落度和扩展度损失较快;石粉含量9%时,初始坍落度分别为205mm,扩展度455mm,工作性好,不泌水离析,1h坍落度150mm,扩展度450mm,坍落度损失大而扩展度几乎没损失,说明混凝土的工作性改善明显;石粉含量为12%时,初始坍落度为220mm,扩展度510mm,工作性好,1h坍落度160mm,扩展度440mm;石粉含量增加到15%时,混凝土初始坍落度急剧降低到110mm,包裹性良好。可见随着机制砂中石粉含量的增加,混凝土和易性改善明显,石粉含量达到12%时,和易性达到效果,石粉含量进一步增加达到15%时,由于需水量急剧增加混凝土流动性变差。机制砂混凝土损失较快,是由于该机制砂MB值1.0,石粉中泥含量高,泥在混凝土拌制后不断的吸附聚羧酸减水剂,导致30min、1h流动性损失较大。

混凝土7d和28d强度随着石粉含量增加逐渐增大,石粉含量达9%强度达到35MPa,继续增加到12%,并没有明显增加,说明该机制砂在9%~12%之间强度好;石粉含量继续增加强度降低。由图1可知石粉50%的颗粒小于11.41μm,在混凝土起到微集料填充作用,使混凝土中空隙率降低,混凝土结构更为致密,有利于提高强度,另一方面,石灰石质石粉具有晶核效应,它可以与水泥中的C3A和C4AF在水化的过程中发生反应生成水化碳铝酸钙,并与其它水化产物相互搭接,使水泥石结构更加密实,从而提高了混凝土的强度;而当石粉含量超过一定范围时,破坏了混凝土中胶凝材料的密实堆积结构,或使混凝土的胶骨比偏离佳值,另外,石粉含量过多导致混凝土中有一部分游离态的石粉,这部分石粉出现在水泥石中或界面过渡区,将不利于集料与水泥石的粘结,以上因素导致了随石粉含量增加混凝土强度的降低。

石粉可以提高机制砂混凝土的保水性和粘聚性,有利于改善机制砂混凝土离析泌水现象;随着石粉含量的增加,机制砂混凝土的强度提高,当石粉含量达到15%时强度反而下降,所以机制砂中石粉含量不宜过高;机制砂混凝土的抗氯离子渗透性随石粉含量的增加而增加。机制砂混凝土的抗冻性比天然砂差,但复配适量的引气剂既可以提高机制砂混凝土的工作性,不影响机制砂混凝土的强度,还可以显著提高机制砂混凝土的抗冻性;14d以前龄期的机制砂混凝土收缩比骆马湖砂大,后期机制砂混凝土的收缩与河砂相差不大甚至有所降低。