特细砂对砂浆拌合物流动性能的研究及应用

2018-04-15

商品与质量 2018年40期

关键词：水胶模数细度

山西中条山新型建材有限公司山西临汾 043700

随着我国基础建设的不断发展，建设用砂的需求量逐渐增长。由于天然砂在混凝土中大量使用，江、河、湖泊中的天然细砂、中砂及粗砂被大肆开采，资源日趋枯竭，且造成了严重的生态破坏。

我国江河水系发达，支流众多，存在巨大的特细砂资源，细度模数在0.7-1.5。通过人工搭配，此类砂完全可以用于混凝土的生产，建设用砂的细度模数范围从1.6-3.7可增大到0.7-3.7，可以解决天然砂紧缺的燃眉之急。

碎石在生产过程中会产生大量的石屑，经过简单的级配调整可制成机制砂，且资源丰富。机制砂表面比天然砂粗糙，有尖锐棱角，含有较多粒径小于0．08mm的石粉。

1 原材料及试验方法

1.1 试验原材料

特细砂：产地为山西省临汾市，细度模数1.4，含泥量0.8%。

标准砂：细度模数2.3，不含泥。

机制砂：产地为山西省临汾市某石料厂，细度模数3.2，石粉含量8.6%，亚甲蓝（MB）值为1.0。

特细砂、标准砂及机制砂的颗粒级配见表1。

水泥：山西中条山新型建材有限公司生产的普通硅酸盐水泥P.O42.5。

1.2 试验方法

试验采用固定的用水量及水泥用量，研究特细砂掺入不同比例时混合砂浆拌合物的流动度情况，分析特细砂的掺入量对用水量、细度模数及水胶比的影响。通过与标准砂拌合物的流动性能对比，论证特细砂作为混凝土用砂的可行性。

依据GB/T2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》进行流动度的测定，试验配合比参照GB/T1596-2017中“粉煤灰需水量比试验方法”的胶砂配合比进行试验。

2 试验结果及分析

2.1 标准砂拌合物基准流动度

试验依据“粉煤灰需水量比试验方法”找出胶砂流动度达到“145-155mm”范围时的用水量，确定出基准配合比及拌合物状态。相关数据见表2。

表2 标准砂拌合物基准配合比及流动度

2.2 掺特细砂的混合砂浆拌合物流动度试验

试验采用特细砂和机制砂分别以不同比例混合拌制砂浆，试验的水泥量和用砂量与基准配合比保持一致。通过调整用水量，使混合砂浆拌合物的流动度达到基准流动度150mm，观察用水量、水胶比及混合砂的细度模数变化情况。特细砂的掺入量从750g、700g、650g、600g、550g、500g、450g、400g、350g、300g、250g进行试验。相关数据见表3，对应曲线见图1、图2和图3。

从表3中的试验数据显示，“基准-2”的砂浆拌合物流动度达到150mm时的用水量为180ml。较“基准-1”的用水量高出60ml，导致水胶比由“基准-1”的0.48增大到0.72。由于水胶比是决定强度的关键因素，水胶比增大会导致强度的下降。因此，单独使用特细砂不利于砂浆及混凝土的强度质量。

表1 颗粒级配表

表3 不同比例特细砂与机制砂混合砂浆拌合物性能

图1 特细砂对砂浆拌合物用水量的影响曲线

图2 特细砂对砂浆水胶比的影响曲线

从表3和图1的试验数据及曲线显示，当混合砂浆拌合物流动度保持在150mm时，调整特细砂在混合砂中的掺入量可以降低用水量。随着特细砂掺量的减小混合砂浆的用水量逐渐减少，掺量下降到47%时用水量达到最低118ml。当特细砂掺量小于47%时，混合砂的用水量趋势发生反转开始略微增加。图2混合砂浆水胶比曲线走势与图1混合砂浆用水量曲线一致，当特细砂掺量在47%时水胶比达到最低0.47。特细砂与机制砂按1-8#比例混合时用水量要低于标准砂的用水量120ml，相对应的水胶比低于标准砂的0.48，配制的砂浆强度更高。特细砂通过与机制砂搭配使用完全可以达到天然中砂的效果，甚至更优。

表3和图3的试验数据显示，随着特细砂掺入量的减小混合砂的细度模数逐渐增大，呈线性走势。当混合砂浆的用砂为100%特细砂时，细度模数即为特细砂的1.42，随着特细砂掺入量的逐渐减少至0时，细度模数达到机制砂的细度模数3.21。可见，在特细砂和机制砂搭配使用时，混合砂的细度模数可调，且调整范围较大。在混凝土的实际生产过程中可根据需要值通过调整特细砂与机制砂的混合比例达到，因此更具备可调性和适用性。