特细砂、机制砂、混合砂建筑砂浆基本性能研究（之一）——砂浆原材料分析

姜洪麟李宗惠赖荣刚何世碧赵倩

（重庆一建建设（集团）有限公司技术中心 重庆 400039）

砂浆与混凝土是现代工程建设中的大宗建筑材料，其质量将直接影响到工程的质量。由于砂浆不像混凝土那样可以单独作为一种结构材料，一般用于砌筑砌体的块体粘结，起传递应力的作用以及装饰找平作用，其重要性容易被忽视。随着砂浆商品化进程加快，各方对其质量的关注程度必将增加，对特细砂砂浆、机制砂砂浆和混合砂砂浆的基本性能研究，对于发展高性能砂浆，指导特细砂建筑砂浆的改性，开发机制砂砂浆和砂浆用机制砂，解决砂浆质量通病，提高重庆市建设工程质量具有十分重要的指导意义和现实意义，有显著的社会效益和经济效益。

“特细砂、机制砂、混合砂建筑砂浆基本性能研究”是重庆市城乡建设委员会2007年下达的建设科技项目，合同编号为“城科字2007第39号”。该项目由重庆一建建设（集团）有限公司承担，重庆大学、重庆渝川检测公司、重庆恒意检测公司、重庆科力检测公司、重庆江北区质监站检测所协作完成。

本系列论文所指建筑砂浆是指用于砌筑、墙面抹灰和地坪找平的普通水泥砂浆。本系列论文就砂浆基本性能研究所涉及到的原材料分析，砂浆拌和物的稠度、分层度、密度试验研究，砂浆立方体抗压强度、砂浆收缩性能、“力—变形”特性研究，50次冻融循环后砂浆的强度损失和质量损失等砂浆耐久性能研究情况同关心建筑砂浆的相关技术人员进行交流。

1 建筑砂浆用砂现状

重庆市建筑砂浆用的天然砂主要来自长江和嘉陵江，其细度模数绝大多数已经低于特细砂的下限0.7。三峡工程的蓄水使我市江水段的水流速度变缓，嘉陵江梯级水电站建设的拦截影响和上游生态改善后，入江的砂在减少。长江、嘉陵江产的砂，细度模数有明显下降的趋势，0.5左右的砂用于建筑工程也很普遍，对细度模数小于0.7的砂，常称粉砂。

重庆市石灰石资源分布广、蕴藏量十分丰富，用石灰石生产机制砂已形成规模，机制砂已经在商品混凝土中大量使用。据重庆市混凝土协会统计，2009年全市各搅拌站共生产1876万立方米混凝土中，仅商品混凝土使用的砂就达到1366万吨，其中天然砂771万吨，机制砂595万吨，机制砂的使用量已经达到43.5%，天然砂和机制砂的混合使用达到互相改性的目的。机制砂已经成为建筑用砂的重要来源，砂浆用砂与混凝土用砂应该有所区别，开发砂浆用机制砂具有光明的前景。

在重庆市，天然砂资源分布很不均匀。如酉阳县，几乎没有天然砂或获取天然砂非常困难，石灰石却遍及该县辖区。墙体材料主要是混凝土砌块，砌筑砂浆和抹灰砂浆所用的砂多为生产碎石余下的5.00mm以下颗粒和石粉。在主城区，多年前就有用生产混凝土用石灰岩碎石后经筛后余下的石粉代替天然砂拌制砂浆的实例，但仅停留在“废弃物”利用上。

2 试验研究用原材料检测

为保证原材料检测结果的代表性和准确性，减少试验误差，对试验研究用的水泥、砂等，经样品缩分，分别送重庆渝川、重庆恒意和江北区质监站检测所进行平行检测，其试验结果如下。

2.1 水泥及及其检测结果

试验所用的原材料中，选32.5级复合硅酸盐水泥。

水泥生产厂家：重庆天助水泥有限公司，水泥品种规格：P.C 32.5级复合硅酸盐水泥。

水泥性能检测结果如表1。

表1 水泥性能检测结果

2.2 砂的形态及其检测结果

试验所用特细砂的细度模数在0.7左右，中砂采用湖南洞庭湖砂，以便与《建筑砂浆配合比设计规程》（JGJ98-2000）规定的砂浆用砂为中砂相一致，机制砂选自歌乐山产石灰石质人工砂。

在试验中，我们根据重庆市使用砂的实际情况，普通砂浆所用的天然砂采用长江和嘉陵江河砂。在混凝土搅拌站使用的天然中砂很多来自洞庭湖，洞庭湖砂颗粒较粗，色泽金黄，含泥量低。四川简阳中砂使用量较少。在试验时，中砂只选用了洞庭湖砂而未采用简阳砂。

2.2.1 砂检测结果

试验使用的机制砂采用重庆市歌乐山的石灰岩人工砂，含一定数量母岩石粉。试验选用的砂检测结果见表2。

表2 长江砂、洞庭湖砂、石灰岩机制砂检测结果

2.2.2 砂的外观形态及技术指标对比

图1～图6分别表示建筑用砂的外观质量状态。

2.2.2.1 重庆长江砂

图1 长江砂。细度模数为0.7～1.0。密度2.67，松散堆积密度1347kg/m3，紧密堆积密度1500 kg/m3。

2.2.2.2 重庆合川渠河砂

图2 合川渠河砂。在本项目中未使用该砂。一般细度模数在0.9～1.5之间。

2.2.2.3 重庆歌乐山机制砂

图3 歌乐山石灰岩机制砂。细度模数为3.5。密度2.70，松散堆积密度1610kg/m3，紧密堆积密度1730kg/m3，石粉含量6.3%。

2.2.2.4 湖南洞庭湖砂

图4 湖南洞庭湖中砂。细度模数为3.0，色泽金黄。密度2.68，松散堆积密度1580kg/m3，紧密堆积密度1687kg/m3。

2.2.2.5 四川简阳砂

图5 四川简阳砂。未对该砂试验。

2.2.2.6 五种砂外观形态直观比较

图6 五种砂比较。从图片中可以直观看出，重庆本地产的天然砂长江砂和渠河砂颗粒较小，色差显著。人工砂的颗粒大，含有一定数量的母岩石粉。洞庭湖产的砂，色泽金黄，含泥量低。

3 试验研究结论

3.1 试验所选PC32.5级水泥质量指标符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的要求，其28d实测强度为34.4MPa。

3.2 对所选长江砂、机制砂和洞庭湖砂砂的试验结果进行比较分析，三种砂的表观密度为2675～2695 kg/m3，基本相同。表征砂粗细程度的细度模数，长江砂为0.7～1，洞庭湖砂、石灰岩机制砂分别为3.0、3.5，属于特细砂的长江砂的堆积密度远低于洞庭湖砂和机制砂，空隙率大，这对所配制的砂浆性能影响非常大。

以上砂对砂浆拌和物性能和砂浆硬化体性能的影响请见后续文章。

[1]《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》[S].

[2]《通用硅酸盐水泥》[S].