特细砂与机制砂复合对水工混凝土性能的影响

田伟鑫

（宁夏亿丰砼业有限公司，宁夏 银川 750411）

0 引言

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。天然砂的开采受到限制，建设用砂面临紧缺状况，采购成本剧增，严重制约着混凝土行业的健康发展。就此，本文对特细砂混凝土有关性能研究分析，并在工程实践中应用实施，通过设计低砂率、低坍落度、低水泥用量、高粉煤灰掺量以及通过改进操作工艺，明显改善特细砂混凝土的物理性能，体积稳定性和经济性。

1 原材料及试验方法

1.1 试验原材料

特细砂、标准砂及机制砂的颗粒级配见表 1。

表 1 颗粒级配表 g

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/T 2419—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/T 1596—2017《用于水泥和混凝土中得粉煤灰》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。

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 和图 1～3。

表 2 标准砂拌合物基准配合比及流动度

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。

从表 3 的试验数据及图 1 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。混合砂浆水胶比曲线走势与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 不同比例特细砂与机制砂混合砂浆拌合物性能

图 1 特细砂掺量对砂浆用水量的影响

图 2 特细砂掺量对砂浆水胶比的影响

图 3 特细砂掺量对混合砂细度模数的影响

表 3 和图 3 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。

3 结论

特细砂拌制的砂浆用水量高于天然中砂，通过与机制砂搭配使用可以降低用水量，合理的特细砂掺量可以使砂浆拌合物的流动度达到天然中砂的效果。通过调整特细砂与机制砂的混合比例，可以达到中砂的细度模数要求。且调整的范围较大，在混凝土生产过程中更具备调整性和适用性。特细砂可以用作混凝土的生产用砂，与机制砂合理搭配使用可以满足拌合物性能及强度要求。科学合理地利用特细砂可以解决现有天然中砂供应紧缺的现状，降低混凝土生产成本，具有很高的经济效应。