含泥量对机制砂砂浆性能的影响

胡晓曼 董献国

摘 要：通过不同含泥量对机制砂砂浆性能的影响，探讨了含泥量对机制砂砂浆开裂、收缩、质量损失及强度的影响规律。结果表明：随含泥量增大，机制砂砂浆开裂敏感性增大，收缩和质量损失增加，强度降低。

关键词：含泥量；石粉；机制砂；砂浆性能

引言

在砂少石多地区，人们用机制砂代替河砂作细骨料使用。石粉是机制砂制造过程中产生的，与机制砂母岩矿物成分相同，适量的石粉对完善细骨料的级配，弥补混凝土工作性缺陷，提高混凝土的密实性都有益处；而泥粉是母岩在开采、破碎过程中夹带的，其对混凝土和易性、强度、耐久性均有不良影响。因此，文章针对含泥量对机制砂砂浆性能的影響进行了试验，以期为机制砂使用者提供相关试验数据。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

水泥：合肥东华建材厂产P.O42.5水泥，其物理性能指标见表1。

表1 水泥物理性能指标

机制砂：庐江产石灰岩机制砂，其物理性能指标见表2。石粉为机制砂经水洗、筛分、烘干后的石粉，外掺用于调节机制砂中的石粉含量。

外加剂：江苏苏博特新材料股份有限公司产PCA-Ⅰ型高效减水剂（标准型），液态，外掺1.7%。

表2 机制砂和石粉物理性能指标

1.2 试验方法

水泥砂浆抗压、抗折强度参照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》进行测试。砂浆试样尺寸为40mm×40mm×160mm。

砂浆开裂采用武汉大学何真教授发明的椭圆环约束收缩开裂自动装置[1～2]进行测试。

砂浆干燥收缩参照《水工混凝土试验规程》（DL/T5150-2001）进行测试。

质量损失率为试件干缩至规定龄期的质量比干缩初始质量的减小率，采用电子秤测定，即

ML=■×100%

ML-质量损失率；m0-干燥初始的质量；mt-t天龄期的质量

2 试验结果

骨料占混凝土质量的四分之三左右，而含泥量在骨料中比较常见，且对混凝土的强度、干缩、开裂、耐久性等性能产生不良影响，因此，本组试验研究了机制砂中不同含泥量对砂浆开裂、干缩、强度的影响。砂浆配合比见表3。

表3 对机制砂砂浆配比（含泥量影响）

2.1 开裂时间

由表3可以看出，随含泥量增大，砂浆的初始开裂时间减小，开裂敏感性增加。这是因为含泥量增大砂浆的需水量，在用水量相同时，砂浆比较粘稠，表3砂浆的跳桌流动度从220mm、180mm 到160mm依次降低；且含泥量阻碍了C-S-H凝胶之间及凝胶与骨料间的黏结，在开裂比较敏感的凝胶与骨料区域产生软弱过渡层，使开裂时间随含泥量的增大而减小，开裂敏感性增大。

2.2 收缩

含泥量对砂浆收缩性能的影响见图1。从图中可以看出，随含泥量增加和石粉含量减小，砂浆干缩率增大。这可能是因为含泥量增大了砂浆的需水量，在用水量一定时，砂浆比较干稠，毛细管壁负压增大，导致收缩增加。

2.3 质量损失

由图2可以看出，其它条件不变时，机制砂中5%细粉全部为粘土时，质量损失最大；粘土含量占2%，石粉含量为3%时，质量损失最小；不含粘土，石粉含量为5%时，质量损失介于两者之间。 这可能是机制砂中含2%粘土和3%石粉时，毛细孔数量大大减小，因此孔中自由水的散失比较少，质量损失最小。与此相反，机制砂中含5%粘土时，砂浆中的毛细孔比较多，自由水的散失最多，因此质量损失最大。

2.4 强度

按表3的配合比，机制砂砂浆7d抗压强度C1、C2、C3分别为72.5MP、68.4MP、65.2MPa，28d分别为98.2MP、90.7MP、84.6MPa。从以上数据可以看出，随含泥量的增加，砂浆抗压强度依次降低，含泥量从0%增大到5%，砂浆7天抗压强度降低了10%，28天抗压强度降低了14%；机制砂砂浆7d抗折强度C1、C2、C3分别为10.0MP、9.7MP、8.8MPa，28d分别为12.4MP、11.9MP、12.2MPa，砂浆7天抗折强度降低了12%，28天抗折强度降低了1.6%左右。这主要是含泥量降低了骨料与水泥石界面间的粘结力，早期抗折和抗压强度较低，含泥量对强度的影响不明显；后期抗压强度比较高，含泥量的存在明显降低了界面间的粘结力，对抗压强度的影响比较明显，但对后期抗折强度影响不明显。

3 结束语

通过三组不同含泥量对机制砂砂浆开裂、收缩、质量损失、抗压强度、抗折强度试验，得出如下结论：

（1）随含泥量增大，机制砂砂浆开裂时间减短，开裂敏感性增大；干燥收缩随含泥量的增加而增大；质量损失在含泥量2%、石粉含量3%时损失率最小。

（2）在强度方面，含泥量对抗压强度和早期抗折强度影响明显，对后期抗折强度影响不明显。

参考文献

[1]何真，李宗津，李文莱.一种椭圆环约束开裂自动监测试验装置[P].中国实用新型专利，专利号：ZL02284045.1.

[2]Z HE，X M Zhou and Z J Li. New experimental method for studying early-age cracking of cement-based materials[J].ACI Mater J， 2004， 101（1）：50-56.

作者简介：胡晓曼（1979-），女，河南省漯河市郾城县、现供职单位为安徽省·水利部淮河水利委员会水利科学研究院、工程师，硕士，主要从事建筑材料的检测及研究。