绿色建材机制砂在混凝土中应用研究

毛凤丽, 程 娜, 米永刚

(西京学院 土木工程学院，陕西 西安 710123)



绿色建材机制砂在混凝土中应用研究

毛凤丽, 程 娜, 米永刚

(西京学院 土木工程学院，陕西 西安 710123)

用机制砂代替人工砂配制混凝土，由于机制砂表面粗糙可以增加胶凝材料和粗骨料握裹力及相互的粘结性，形状不规则可以增加混凝土的密实性。研究表明：机制砂配制强度要高于天然砂混凝土配制强度。机制砂的出现，从市场价格和工作性能上都能代替天然砂。

机制砂；配合比；试验

1 引言

根据GB/T14684-2011 建设用砂标准，按产源可分为天然砂和人工砂两类，人工砂又分机制砂和由机制砂与天然砂混合而成的混合砂[1，2]。随着建设工程项目不断增加，天然河砂需求量日益增加，但天然河砂资源又较为贫乏，加之天然砂的质量日益下降，已经严重影响了混凝土产品质量和技术发展，而机制砂的出现，不论是价格或工作性能上都能代替天然砂。这种绿色建材的使用为绿色建筑的发展奠定了坚实基础[2，3]，是未来建筑业发展的主流趋势。

机制砂又名人工砂，是岩石经除土机械破碎筛分制粒径小于4.75mm的岩石。机制砂表面粗糙因而可以增加胶凝材料和粗骨料握裹力和相互的粘结性，不规则形状可以增加混凝土的密实性，但机制砂的形状和细度模数是稳定的，并且通过实验得到，机制砂的配制强度要高于天然砂混凝土配制强度[4～6]。为了充分发挥机制砂在预拌混凝土中的优势，进行一下实验研究。

2 实验参数

(1)水泥，性能指标见表1。

(2)粉煤灰。性能指标：细度18%，需水比102%，烧失量2.5%，含水量0.1%。

表1 水泥主要性能指标

(3)机制砂。性能指标：石粉含量9.5%，泥块含量0%，细度模数2.9，表观密度2660 m3/kg，松散堆积密度1640 m3/kg，紧密密度1840 m3/kg，压碎指标18.6，空隙率38%。

(4)天然砂。性能指标：含泥量2.8%，泥块含量0.4%，细度模数2.5，表观密度2610 m3/kg，松散堆积密度1480 m3/kg，紧密密度1790 m3/kg。

(5)碎石。性能指标：含泥量0，表观密度2650 m3/kg，松散堆积密度1520 m3/kg，针片状含量6%，压碎值11，空隙率43%。

(6)外加剂。性能指标：含固量8.6%，密度1.038 g/cm3，净浆流动度260 mm，减水率26%。

3 用机制砂与天然砂配制不同强度等级混凝土

配合比见下表2、表3。

表2 用机制砂配制的不同强度等级混凝土

表3 用天然砂配制的不同强度等级混凝土

4 用机制砂与天然砂配制不同强度等级混凝土

工作性能及强度见表4、表5。

表4 机制砂配制的混凝土工作性能及强度

表5 天然砂配制的混凝土工作性能及强度

5 试验结果分析

(1)表4、表5可以看到机制砂与天然砂配制的混凝土相比，虽然工作性能比天然砂稍差，但是强度要比天然砂高。

(2)表4可见：随着胶凝材料的增加，标号的提高，机制砂的工作性能不断在提高。

(3)从表2中可以看出同标号的混凝土机制砂的砂率要比天然砂配制的砂率高，适当的调整砂率，还要找到外加剂与机制砂的最佳掺量，也能提高机制砂的工作性能。

总之，适当的调整可使机制砂的工作性能完全能满足预拌混凝土的技术要求。

6 经济分析

从实验结果中看，机制砂在预拌混凝土中的效果优于天然砂。在开采方面天然砂受到严重制约，而机制砂资源丰富易得，天然砂价格每方约为85元，比其有明显优势，为预拌混凝土节约大量成本。所以开展机制砂在预拌混凝土中研究应用势在必行。同时，也是促进绿色建材发展的有利措施之一。

7 结论

机制砂生产场所固定，质量稳定可靠，不必担心砂中含泥量和泥块含量超标。且其细度模数大，能减少用水量，提高混凝土砂率[7-8]，增加混凝土工作性。机制砂不但能增加混凝土的密实度，还能减少水泥节约成本，并且在预拌混凝土中的强度及耐久性都高于天然砂。目前已有国家标准可参照执行。

[1]中华人民共和国质量监督检验检疫总局.GB/T 14684- 2011,建筑用砂[S].北京:中国标准出版社,2011.

[2]中华人民共和国质量监督检验检疫总局..JGJ52-2006,普通混凝土用砂石质量及检验方法标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2006．[3]孙泽田,杨树桐.实现绿色混凝土的新途径[J] .混凝土,2013(12):117～119．

[4]李凤兰,朱 倩,徐阳洋.C45级原状机制砂混凝土试验研究[J].混凝土,2010(2)：84～86．

[5]岳海军,李北星,周明凯,等.水泥混凝土用机制砂的级配探讨与试验[J].混凝土,2012(3):91～94．

[6]叶俊能,杨亚勤,徐文冰,等.管片用C50机制砂混凝土配合比设计及性能研究[J].施工技术,2013,42(18) :62～65

[7]艾长发,彭 浩,胡 超,等.机制砂级配对混凝土性能的影响规律与作用效应[J].混凝土,2013(1):73～76．

[8]胡晓曼,董献国.机制砂和细砂在 C60高性能混凝土中的研究[J].混凝土,2012(1):91～93．

2016-08-04

西京学院校级大创(编号：12715201637)

毛凤丽(1994—)，女，西京学院 土木工程学院学生。

TU50

A

1674-9944(2016)18-0134-02