绿色建材机制砂在混凝土中应用研究

　　摘要：随着我国不断扩大的基础建设，也相应不断增加了混凝土建筑的需求，黄砂作为混凝土中不可或缺的建筑材料，其需求量也日益增加。但现阶段很多地区严重匮乏的天然砂资源，不得不需要从较为偏远的地方进行砂石的运输，使得现代建筑需求由于运距远价格的运输造成了很大程度的建筑难题。因此人工机制砂便应运而生，根据标准化的生产及合理的级配制造出来的机制砂，能够有效满足易性好且强度高的混凝土拌制。

　　关键词：机制砂;混凝土;应用

　　1前言

　　机制砂在美国、英国和日本等工业化国家的应用已经使用了30多年，广泛用于各种建筑工程上。我国的机制砂试验和使用标准的材料已经完善。中国在建筑中使用机制砂始于20世纪60年代，普遍使用的都是河砂和江砂等天然砂。1973年召开了国家建委对于混凝土中应用机制砂的论证会，给合建筑业和建材业相关的交流经验，对其研究成果进行了肯定，同时制定了《机制砂混凝土技术规程》。

　　由于机制砂应用范围的扩大，从建筑业到冶金，水电，铁路，公路等系统;从砌筑砂浆到气密混凝土，钢筋混凝土，普通混凝土，泵送混凝土，喷锚防护工程;从保护项目到液压，隧道，桥梁工程。然而，由于中国的试验材料滞后，技术规范和试验标准不完善，中国的建筑业仍然强烈依赖天然砂，而且机制砂在许多重要结构中的使用条件受到限制。

　　2机制砂及相关技术指标定义

　　由专门的机械破碎、筛分制成的机制砂，其岩石颗粒小于4.75mm的粒径，不包括风化岩石和软质岩的颗粒，除尘机，洗砂机是附加配套设备需要涵盖的。机制砂和天然砂根据相应比例配制而成的属于混合砂。石粉含量：机制砂中小于75µm粒径的颗粒含量;泥块含量在机制砂技术指标要求：机制砂中经手捏后、水浸洗后变成小于600µm，原粒径大于1.18mm的颗粒的含量;压碎指标：在外界物理化学因素或是自然风化作用下用于检验机制砂和颗粒形状控制的技术指标和抵抗破碎的能力;亚甲蓝MB值：机制砂中用于粒径小于75µm颗粒含量判定是泥土还是与化学成分相同的被母岩经加工后石粉的指标。

　　3试验用试验方法和原材料

　　3.1试验用原材料

　　机制砂为验证其应用效果，可以采用三种强度不同的混凝土等级，如C20、C30、C40。选用的胶凝材料在试验时统一采用惠州市光大水泥企业有限公司P.O42.5R水泥;唐山曹妃甸盾石新型建材有限公司提供的2:S95级矿粉;东莞市沙角电厂提供的二级粉煤灰;广东科隆智谷新材料股份有限公司提供的4:STH20外加剂;由惠州市博罗焱泰基石场生产的石子和机砂;河砂为天然东江河砂。

　　3.2对比试验方法

　　(1)采用不同细骨料同强度等级混凝土对比试验。混凝土胶凝材料保持相同的量，并且进行试验混合期间控制水量增加的方法。在同一强度混凝土中使用不同的细骨料，以保持混凝土混合物具有相同的坍落度，新拌拌合物的混凝土再进行和易性、泌水率测试、坍落度的观测，按GB/T50081-2002标准立方体边长100mm，两组试件(7天，28天)，室内和夜晚脱模后，取出模具，然后移入≥95%相对湿度，20°C±2°C的养护室内，养护达到规定测试龄期开始抗压试验。

　　(2)机制砂石粉同配合比含量的对比试验。机制砂中采用含量分别为10.0%、5.0%、8.0%、3.0%的石粉含量进行试拌，进行对混凝土拌合的用水量、及7天、28天的抗压强度的观测。

　　4试验结果分析

　　4.1石粉在机制砂中的含量对混凝土性能的影响

　　逐渐增加的石粉含量，在基本相同的配合比基础上，拌合物有呈上升趋势的用水量，但未下降混凝土的强度，一定范围内的石粉含量，随增加的石粉含量混凝土会有强度上升的趋势，但上升到一定程度后会出现下降情况。通过试验看出，当为3%的石粉含量时，混凝土保水性差，和易性也较差;不断增加石粉含量至8%时，泌水少，易于振实，也明显改善了拌合物的和易性。所以生产混凝土时，石粉含量在机制砂中适当的增加，有利于混凝土的性能，尤其针对于低强度的混凝土生产中，可将混凝土的泌水量和和易性明显的改善，另外其强度也不会降低。浆体的数量会因为适量的石粉得到增加，有着非活性填充料的效果，使水泥更密实，水泥石的空隙得到减少，使得混凝土综合性能得到提高。

　　4.2混凝土性能中机制砂颗粒级配产生的影响

　　实践表明：混凝土预拌时细骨料要求其较小的空隙率，才能使水泥用量得以节约;集料表面表面积小降低其润湿的需水量;混凝土的黏聚性、保水性、密实性要含有0.315mm以下粒径的适量细颗粒，以改善和克服混凝土的离析和泌水性;要求成椭圆型和表面光滑的颗粒，使混凝土的摩擦力得到降低，增加其流动性。所以混凝土性能会因为细骨料颗粒级配形成极大的影响，从而使混凝土强度受到影响。细骨料良好的级配可以用少量水量制成泌水性和离析性好，且流动性好的混凝土，达到提高水泥质量的效果。

　　5结束语

　　在各种不同性能级别的混凝土生产时，机制砂体现其应用广泛的价值，同时也能获得良好的显著效果。混凝土或是其它行业应用机制砂时，要不断开发新的资源材料，因地治宜的达到各项施工生产需求，减少各类能源的消耗，对区域性天然砂资源缺乏的问题进行合理的解决。拌制混凝土使用机制砂时，严格根据相关要求开展操作，不可草率行事，并积极为混凝土利用机制砂拌制生产中一些不统一不完善的标准，作出深入的试验探索，提供更优化更科学的机制砂应用策略。

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