机制砂品质对C60混凝土性能的影响

武 斌 黄亚林 杜保立

（1东莞市港创环保科技有限公司；2深圳港创建材股份有限公司）

0 前言

近年来，受国家环保政策的影响，珠三角地区政府加大对采砂场和采砂船的整治，作为混凝土的主要原材料之一，砂出现了极度短缺的现状，导致砂价持续上涨，致使混凝土成本也随着增加，给混凝土企业的生产经营产生了巨大的压力。为了企业的可持续发展，使用机制砂替代河砂已成为必然趋势。为更好地指导不同机制砂在搅拌站实际生产中的应用，本试验针对不同种类机制砂特性对C60混凝土的工作性能、抗压强度的影响开展研究[1]。

1 原材料

水泥：选用广东云浮中材PⅡ52.5R。

砂：采用东莞中砂，细度模数2.8，含泥量0.8%，泥块含量0.5%。

石：惠州博罗5～25mm连续级配碎石，含泥量0.2%，压碎指标5.6%，针片状3%。

粉煤灰：深圳妈湾Ⅱ级灰。

高效减水剂：选用聚羧酸减水剂，减水率26%。

水：自来水。

2 试验方案

正交试验是一种高效率、快速、经济的试验设计方法，因此本试验采用正交试验来研究不同岩性、细度模数及石粉含量对混凝土性能的影响。根据前期的试验和经验，本试验采用L9(34)正交试验表，其中变量因素为机制砂岩性、细度模数、石粉含量，具体因素及水平见表1，正交试验配合比见表2。

表1 正交试验设计因素及水平

表2 正交试验配合比

3 试验结果与分析

试验结果见表3。

表3 正交试验结果

3.1 和易性影响分析

从表3结果可以看出，在综合工作性能方面，第6组最好，即石粉含量7.8%、细度模数3.3、花岗岩。这表明适度的石粉含量有利于混凝土和易性的提升，这主要是由于：石粉的细度接近于水泥的细度，在机制砂混凝土中加入一定量的石粉可以增加砂混凝土拌合物中的浆体量，减少了骨料间的摩擦阻力，但是当石粉含量过多时，会导致需水量增加，降低了混凝土内部的自由流动水量，从而导致浆体稠度增高，工作性能变差。在高强石粉混凝土中，由于浆体比较丰富，因此机制砂的细度模数适度增大，有利于降低比表面积，从而降低混凝土整体黏度，有利于混凝土的工作性能。机制砂的母岩特性主要包括化学和矿物成分、容重、硬度、强度、物理和化学稳定性以及岩石内部孔结构等。从结果看，花岗岩最好[2]。

3.2 抗压强度极差分析

从表4可以看出，机制砂的石粉含量对本次试验的抗压强度影响最大，且随着机制砂中石粉含量的增加，混凝土抗压强度逐渐下降。这可能是因为随着石粉含量的增加，机制砂中多余的细颗粒会吸收一部分自由水，使得混凝土中没有足够的浆体来包裹所有的集料，从而降低了混凝土内部空间的密实度。这表明过多的石粉堆积在混凝土体系中，会影响混凝土的致密性，从而降低混凝土的强度[3]。另外，从试验结果看，对于C80高强混凝土来说，机制砂细度模数和岩性对强度方面的影响相当，都比较小。

表4 28d抗压强度极差分析

4 结论

机制砂的石粉含量对C60混凝土抗压强度影响最大，适度的石粉含量、细度模数有利于混凝土的和易性。