不同掺量特细砂对机制砂混凝土性能的影响

党昆飞

（延津县金基混凝土有限责任公司，河南 新乡 453201）

不同掺量特细砂对机制砂混凝土性能的影响

党昆飞

（延津县金基混凝土有限责任公司，河南 新乡 453201）

本文通过特细砂掺入量分别以 0%、10%、20%、30%、40%、50% 代替机制砂拌制混凝土，试验其拌合物性能，并成型进行抗压试验。试验得出当特细砂掺入量为 20% 时，混凝土拌合物性能最佳，且其抗压强度最高，比掺 0% 的 28 天强度高2.7MPa，比掺 50% 的 28 天强度高 6.3MPa。

机制砂；特细砂；混凝土；和易性；强度

0 引言

本地区（河南）由于材料资源的限制，没有较多的河砂可用，大部分只能用机制砂与特细砂（本地区俗称的黄河面砂）混合配制混凝土。而机制砂级配往往是两头大中间小，尤其当其较粗时，若单独使用机制砂，混凝土容易离析，不包浆，砂石分离，致使混凝土无法泵送、难以使用。而本地区恰恰有着丰富的特细砂，特细砂级配是中间大两头小，级配单一，比表面积大、需水量大，特细砂不宜单独用于混凝土中，然而可以与机制砂混掺起到互补的作用。本试验将细度模数为 0.8 的特细砂按 0%、10%、20%、30%、40%、50%分别替代细度模数为 3.1 的机制砂拌制混凝土进行试验，得出了特细砂与机制砂的最佳比例，为本地区机制砂混凝土的配制和生产提供一些参考。

1 试验原材料

1.1 原材料

（1）水泥：品种为 P·O42.5，长垣县同力水泥有限公司生产，各项性能指标均符合 GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》的要求。基本性能见表 1。

表 1 水泥的物理与力学性能

（2）掺合料

粉煤灰：采用Ⅱ级粉煤灰，细度 17.8%，需水量比100%，烧失量 3.1%。

矿粉：采用 S95 级矿粉，比表面积 431m2/kg，7d 活性82%，28d 活性 99%。

（3）粗骨料：采用 5～25mm 连续级配碎石，其松散堆积密度为 1540kg/m3，表观密度为 2710kg/m3，含泥量 0.5%。

（4）细骨料

机制砂：细度模数 3.1；特细砂：细度模数 0.8；其性能指标见表 3，筛余见表 4。

表 3 细骨料性能指标

表 4 机制砂筛分析情况 %

（5）采用聚羧酸高效减水剂，固含量 11.3%，减水率为21.3%，水泥净浆流动度 240mm。

（6）水：自来水。

2 试验方法

以只用机制砂的配方作为基准配比，试拌。保持细集料总量不变，再分别以特细砂按 10%、20%、30%、40%、50% 的掺量代替机制砂分别试拌，配合比见表 5。依据 GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》经行试验，分别测其坍落度、扩展度，并观察其流动性、粘聚性、保水性。并按照 GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》成型，检测 3d、7d、28d 抗压强度，通过对比得出结论。

3 试验结果及分析

（1）特细砂不同掺量，对混凝土拌合物状态的影响见表6 及图 1 和 2。

当不掺特细砂时，由于机制砂偏粗，使得混凝土中缺少细组分，机制砂中的空隙得不到填充，所以拌出的料浆体流走，致使混凝土没有粘聚性。随着特细砂的掺入，混凝土中的细组分得到补充，混凝土的粘聚性慢慢增加，但当特细砂的掺量达到一定程度（30%）后，再增加就使得混凝土中的比表面积增大，一方面需水量增大，另一方面所需要起润滑作用的胶凝材料也应增加，且对减水剂的吸附量增大，在不增加水泥浆用量、减水剂用量的情况下，混凝土的流动性就越来越小，粘度增大，坍落度损失和扩展度损失加大。

表 5 混凝土配比 kg/m3

表 6 特细砂不同掺量的混凝土拌合物性能及状态

图 1 混凝土坍落度趋势图

图 2 混凝土扩展度趋势图

特细砂不同掺量对混凝土强度的影响见表 7。其强度变化趋势见图 3。随着特细砂的掺入，使得机制砂中的空隙得到填充，混凝土中细集料级配得到改善，使得混凝土更加密实，所以混凝土的强度有所增加。当特细砂的掺量为 20%时，其 28 天强度最高为 36.4MPa。当特细砂的掺入了达到30% 以后，随着掺入量的增加，混凝土的比表面积增大，单位面积上的水泥浆减少，混凝土的强度逐渐下降。

表 7 特细砂不同掺量对混凝土强度的影响

图 3 混凝土强度趋势图

4 结论

当机制砂较粗时（如本试验中的机制砂细度模数 3.1），因其缺乏必要的细组分，若胶凝材料用量不足时，无法拌制出满足施工要求的混凝土。

当掺入一定量的特细砂时，可以使得混凝土的和易性的到很好的改善。本试验特细砂的最佳掺量为 20%，此时混凝土的和易性与强度在 6 组试验中为均最佳。特细砂的适宜掺量在 10%～30% 之间，小于 10% 时，不足以填充机制砂中的空隙，混凝土的和易性得不到理想的改善。大于 30% 时混凝土的流动性及强度开始劣化，其坍落度损失加大，到达施工现场，工人容易加水其强度更会降低，并且会加大混凝土开裂的风险。

根据试验得出的结果，本搅拌站在生产上应用已半年有余，无论是从混凝土拌合物性能，还是混凝土抗压性能都得到了验证。且特细砂相对便宜，可以降低混凝土的成本，在保证混凝土质量的前提下，使得公司的竞争力得到了一定的提升。

[1] GB 50164—2011．混凝土质量控制标准[S]．

[2] JGJ 55—2011．普通混凝土配合比设计规程[S]．

[3] GB/T 50080—2002．普通混凝土拌合物性能试验方法标准[S]．

[4] GB/T 50081—2002．普通混凝土力学性能试验方法标准[S]．

[5] 李龙海．预拌混凝土技术指南[M]．北京：中国建材工业出版社，2009，7．

［通讯地址］河南省新乡市延津县司寨乡吴辛庄村 延津县金基混凝土有限责任公司（453201）

党昆飞（1987—），男，河南开封人，实验室主任，二级建造师，主要从事混凝土的检验、配合比设计、质量控制及实验室的管理工作。