C30混合砂细石混凝土的配制及性能研究

2020-12-01何民伟

四川建材 2020年11期

何民伟

(漳浦永华混凝土工程有限公司，福建漳州 363208)

0 前言

随着建设量的增加，我国天然河砂资源已逐渐稀缺，人工砂在建筑工程中的地位越来越重，成为建筑工程用砂的主要来源[1]。故建筑行业开始探索就地取材，利用当地石材经过一定的加工工艺而制成人工砂，用于拌制混凝土。而机制砂的应用在很大程度上可以减少河砂的开采量，在生产加工工艺不断得到发展后，一些建筑垃圾也可以制成人工砂，具有节约、环保、循环经济的优势。但是人工砂细度模数大、多棱角、石粉含量高，容易出现混凝土性能不佳，影响混凝土质量的问题，所以相关人员要针对机制砂的特点合理设计配比以改善混凝土性能。

1 试验原料

水泥：本次选取的水泥为P·O42.5，选择的厂家为华润水泥(龙岩曹溪)有限公司，该公司水泥的基本物理性能可参见表1。

表1 水泥的基本性能

粉煤灰：使用的粉煤灰规格为Ⅱ级，同时粉煤灰的细度要达到23.6%，通过优质工厂筛选，最终选定漳州市福海创古雷电厂供货，该工厂生产的粉煤灰不仅达到细度要求，且在需水量比和烧失量两项标准中也达标，数据分别为99%和2.11%。

矿微粉：此项材料由三钢集团(龙海)矿微粉有限公司提供，此工厂生产的S95级矿渣粉符合各项标准。比表面积为422 m2/kg，流动度比为98%

粗骨料：漳浦佛昙罗仔山石子场生产的5～10 mm碎石，连续粒级。

砂：河砂为漳浦佛昙河砂，人工砂的出处与河砂相同，两者物理性状检验结果参考表2。

表2 细集料性能检验结果

减水剂：原料中的减水剂由科之杰新材料集团福建有限公司提供，该集团中研发生产的Point-400S聚羧酸高效减水剂，减水率达到19%。

水：本次试验中的搅拌水为日常生活用水，可以满足建设工程中《混凝土用水标准》(JGJ 63—2006)中有关的用水标准。

2 配合比设计与试验结果

1)人工砂的细度模数较大、棱角多、石粉含量高，故在试验中采用与天然河砂按不同比例组成混合砂的方法来配制混凝土。

2)细石具有表面积较大的特点需要较多的浆体，在试验中采用大掺量掺合料代替水泥的方法提高浆体总量。混凝土的配合比见表3，试验结果见表4。

表3 混凝土配合比单位：kg·m-3

表4 混凝土性能试验结果

3 试验结果与分析

3.1 对工作性能的影响

从表3～4可知，随着人工砂比例的提高混凝土的工作性会受到显著的变化，其中坍落度的变化情况如图1所示。

结合表3～4和图1明显可见，随着人工砂比例的提高，混凝土和易性越来越差，相同用水量的情况下坍落度越来越小且呈现迅速下降趋势，在人工砂占0～60%，混凝土具有较好施工的坍落度跟和易性。

图1 人工砂含量对混凝土坍落度的影响

本试验中用水量、胶凝材料及外加剂掺量是一样的，对混凝土的影响主要是人工砂的比例不一样，由于人工砂具有一定的石粉含量且颗粒棱角多，导致需水量大，引起坍落度的减小及和易性变差，故要控制混凝土的施工性能必须掌握好人工砂的比例。

3.2 对强度的影响

人工砂含量对混凝土强度影响见图2。

图2 人工砂含量对混凝土强度的影响

结合表3～4和图2可知，随着人工砂的比例提高混凝土的强度先增加后稍微下降，当人工砂含量在40%～60%时，混凝土的28 d及90 d强度先后达到顶峰。由于人工砂中含有一定的石粉，能够起到填充混凝土内部空隙的作用，使混凝土更加密实从而增加强度，但是随着石粉含量的增多，混合砂的级配越来越不合理，减弱了骨架作用，抵消了石粉的部分填充作用从而降低强度。另外，本试验中采取的是大掺量掺合料取代水泥，掺合料在早期并未完全激发出活性，主要起到填充的作用，但是随着时间的推移，掺合料慢慢发挥出活性作用，所以混凝土后期的强度也有较明显的增加。