浅谈细骨料质量对混凝土性能的影响

杨美娜

厦门智欣建材集团有限公司（361023）

0 前言

近20 年，混凝土技术出现了翻天覆地的变化，然而目前使用的混凝土科学的理论、 公式和观点，基本上还是20 年前甚至100 年前总结的， 与现代混凝土环境相差巨大。从古至今河砂是建筑中主要的材料，是天然石在自然状态下，经水的作用长时间反复冲撞、摩擦产生的，但自然资源有限，河道已限制开采，河砂成本日益增加。 于是机制砂在混凝土中的使用越来越多。机制砂是通过机械设备加工而成的，成品的颗粒形状没有河砂好，坚固性比河砂稍差。用机制砂代替河砂生产出来的混凝土其性能有很大差别。文章针对河砂和机制砂通过多组混凝土配合比试验得出规律展开分析。根据这些规律实现混凝土配合比的优化生产，在满足混凝土性能和抗压强度的前提下， 对配合比进行成本分析，从中选择适合浇筑的配合比。

为排除胶凝材料和粗骨料的干扰，试验选用同种水泥、粉煤灰、矿粉、外加剂和质量较好的反击破5-20 石子， 用混凝土需求量较大的强度等级C30的配合比进行试验研究。

1 原材料的选择与试验设计

1.1 原材料的选择

水泥：采用闽福PO·42.5。

粉煤灰： 采用后石电厂生产的F 类Ⅱ级粉煤灰。

矿粉：采用三钢建材生产的钢松牌S95 矿粉。

高效减水剂：荣怡高效减水剂。

粗骨料：反击破5～20 mm。

细骨料：采用河砂、水洗砂和2 种不同厂家的机制砂，其性能见表1。

试验标准依据：JGJ52—2006 和GB/T 14684—2011。

设计标准依据：JGJ55—2011《普通混凝土配合比设计规程》

表1 选择材料的性能

以上材料为同一批次，各种材料的性能保持一致，防止干扰。

1.2 基准配合比

强度等级C30， 水胶比0.485， 试配强度38.2 MPa。

坍落度控制在180 mm，正负偏差为10 mm，试块尺寸150 mm×150 mm×150 mm。

四种砂的配合比见表2。

表2 四种砂的配合比

1.3 试验结果

试验结果见表3。

2 试验结果分析

1）从表3 可以看出，使用河砂配制的混凝土含气量为2.5%，在正常范围内，但容重较机制砂低，强度也较低，最大差值在6.1 MPa。

2）使用水洗砂配制的混凝土含气量在3.2%，强度和河砂较为接近（仅差1 MPa），但水洗砂含泥量为1.4%，较河砂（0.4%）高1%。 在坍落度一样的情况下，水洗砂比河砂外加剂使用量多3.22 kg，增加了外加剂的使用成本，强度可提高1 MPa。

3）机制砂2 比机制砂1 的外加剂使用量多0.39 kg，两种机制砂的含气量和容重较为接近，但扩展度相差30 mm。 机制砂2 流动度会稍好些，强度也增加了3.6 MPa。

4）河砂含泥量最低，外加剂使用量少，且河砂粒形圆润，流动性较好，保水性也好。 从工作性能上看，河砂混凝土用于泵送部位会较为顺利，不易堵管，也更适合用于配制高标号自密实混凝土。

表3 试验结果

5）机制砂石粉含量高，外加剂使用量较大，成本比河砂高。 机制砂表面粗糙，级配差，黏聚性和保水性变差，流动度也差。 机制砂混凝土含气量较小，容重较高，强度也较高。 机制砂采购成本比河砂要低，从这点上是可以和外加剂互抵。 从性能上看，机制砂混凝土适合用于大体积底板、路面等部位。 但一般不单独使用机制砂配制混凝土，材质控制不好容易引起离析。 可采取河砂或水洗砂和机制砂混合配制。

由此可见，河砂、水洗砂和机制砂对混凝土的性能会产生不同程度的影响。 不同厂家的机制砂也存在着差别。 为控制好混凝土，就要对细骨料质量进行把控。 在资源越来越稀缺的环境下，不管是河砂、水洗砂还是机制砂，其来源会不稳定，现代混凝土质量控制存在着很大的技术性。 砂的细度模数对混凝土的用水量影响很大，砂细度模数小时，砂的总比表面积大，每立方米用水量增加。 为了能满足相同工作性能，就需增加用水量，而且水灰比变大，强度降低。经试验论证，砂的细度模数从3.0 变动到2.6 时，其用水量也在增加，水胶比变大，强度降低。

3 控制好细骨料质量

要控制好细骨料的质量重点要加强混凝土原材料的进场验收。 首先对进厂材料进行目测，由材料员判断材料是否可用。 ，在这种情况下，材料员的“把关”很重要。 对于入库河砂的质量控制应注意以下几点。

1）从外观看是否同一砂源，同一砂源要放在同一库位。

2）根据有没有贝壳初判是河砂还是海砂，是海砂应退货。

3）看是否有淤泥团（干了就是泥块），目测超标应退货。

4）根据稍干部分的砂是松散还是结团大致判断含泥量多少。

5）从颜色（黄或黑）来判定砂是否受污染，黑砂的有机物含量比较高，不能只看含泥量。

4 机制砂采购要注意的问题

如果材质是由风化岩石加工而成的，这种材质的压碎指标值较高，会降低混凝土的强度。 不同产地的机制砂性能差别很大，如石粉含量和压碎是不一样的，应分仓堆放。 因此，不同品种和产地的砂吸水率不一样，为配制出高品质的混凝土，技术人员可凭经验，选择不同品种或产地的砂，配制不同强度的混凝土。

5 结语

对细骨料质量把关不严，使用混乱，对细度、级配、含水率不控制，会导致预拌混凝土和易性差、工作性能不好，会产生堵管的情况；强度不稳定，标准偏差大，成本高；严重的还会导致混凝土裂缝渗水；顾客投诉多，面临行业淘汰出局的囧境。 因此生产前必须对细骨料进行组批均化，确保细度和含水率的稳定，做到材料先到先用的原则。 试验室按批次进行抽样检测，混凝土公司应根据文件和标准要求编制检验试验计划，设置内控技术指标要求。 在环境不断变化下，自然资源紧张，只有加强材料控制，经常做试验，不能一味地生搬硬套，这样才能保障混凝土的性能，生产出满足顾客需求的合格产品。