人工砂中的石粉含量对混凝土性能的影响

陈瑞红

（杭州隆欣建材有限公司,浙江 杭州 310024）

1 我国商品混凝土行业用砂现状

近年来随着建筑、房地产行业的快速发展，在我国不少地区出现天然砂资源逐步减少，甚至无天然砂可用的情况，使用人工砂配制混凝土成为商品混凝土行业的必然发展趋势。在人工砂生产过程中，不可避免地要产生一定数量粒径小于75μm的石粉，这也是人工砂与天然砂最明显的区别之一。国标GB/T14684-2001《建筑用砂》颁布时，我国人工砂处于刚刚起步阶段，各地应用人工砂的工程经验还不多。因此，国标对人工砂中的石粉含量要求还是按传统限制含泥量的思路来规定，采用了比较谨慎的态度和较严的指标。近几年的工程实践表明，天然砂含泥量高对混凝土是有害的，而人工砂中一定含量的石粉对混凝土是有益的。因此建设部行业标准JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》放宽了各个强度等级的混凝土用人工砂的石粉含量指标。见表1，本文研究了石粉含量对混凝土工作性、强度及水压力抗渗性能的影响。

2 试验用原材料

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水泥：杭州富阳钱潮水泥有限公司生产的P.O42.5级水泥，其物理性能见表2；石粉：石灰岩石粉，粒径小于75μm；细骨料（人工砂）：石灰岩人工砂，其性能见表3；粗骨料：5～20mm碎石，其性能见表4；外加剂：FDN-1萘系高效减水剂，减水率20%，掺量为水泥质量的0.5%。

3 试验方法

混凝土拌合物性能试验。按GB/T 50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行测试。混凝土抗压强度试验。按GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行测试。采用150mm×150mm×150mm的立方体试件。混凝土水压力抗渗性能试验。按JTG E30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》中规定的《T 0568-2005水泥混凝土抗渗性试验方法》进行测试。采用上口直径175mm，下口直径185mm，高150mm的锥台体试件。

4 试验结果

试验研究了人工砂中不同石粉含量对C30混凝土塌落度、抗压强度及抗渗性能的影响，试验结果见表5。

5 结论

从表5可看出：对于C30混凝土，人工砂中的石粉含量介于10%~15%时，其塌落度工作性及抗压强度最佳，同时其水压抗渗系数最低。从混凝土工作性方面考虑，人工砂中的适量石粉改善了混凝土拌合物中的浆体量，提高了混凝土的工作性。从混凝土抗压强度方面考虑，石粉具有一定的细度，对混凝土起到了微集料填充效应，而石灰石粉在水化的过程中可以与水泥中的C3A和C4AF发生反应，生成水化碳铝酸钙，水化碳铝酸盐可以与其他水化产物相互搭接，使水泥石结构更加密实，从而提高了水泥石的强度。但是，当石粉含量增大到某极限值时，大量的石粉使混凝土的胶骨比偏离最佳值，导致混凝土强度下降。从混凝土抗渗性能方面考虑，当人工砂中石粉含量较少时，混凝土浆体含量少，石粉可以起到微集料效应，增加了混凝土的密实性；当人工砂中石粉含量较高时，石粉对水泥比例过高，石粉破坏了混凝土的堆积效果，同时水泥对石粉不能充分包裹，致使混凝土抗渗能力下降；当人工砂中石粉含量达到20%时，混凝土抗渗性能急剧下降。

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通过调整人工砂中的石粉含量，可以使普通混凝土的工作性、抗压强度、抗渗性能达到最优的状态，满足工程对混凝土的技术要求。在缺乏天然砂的形势下，应用人工砂代替天然砂具有明显的现实意义。

[1]龙鳘.人工砂配制混凝土应用探讨.建筑技术.