机制砂的石粉含量和砂率等因素对混凝土工作性和强度的影响

　　摘要：本文将天然的混凝土作为基准，研究了机制砂和机制砂中砂率及石粉含量的变化对混凝土的强度和工作性的影响。通过相关的研究，可以得出如下结论：水灰比的含量越低，天然砂混凝土和机制砂的强度都不断增大。在浆体含量和水灰比相同的条件之下，天然砂混凝土的工作性能和强度都比不上机制砂混凝土，石粉含量达到百分之十左右的时候，随着石粉比重的不断增加，机制砂混凝土的的磨耗值不断降低。当石粉含量超过百分之十的时候，机制砂混凝土的磨耗值又有所提高。

　　关键词：机制砂；石粉；砂率；混凝土；工作性；强度

　　Abstract: This paper will be natural concrete as the benchmark, study the mechanism and mechanism Zhongsha sand ratio and the changes in the content of cement concrete strength and the influence of the crack. Through the related research, the author draws a conclusion that the content of water cement ratio is lower, the natural sand concrete and mechanism of sand strength increasing. In the paste content and water cement ratio under the same conditions, the natural sand concrete work performance and strength than mechanism sand concrete, cement content is around ten percent, with the increase of the proportion of stone, the mechanism of the concrete sand the abrasion of values are reduced. When more than ten percent of the content of stone, sand mechanism of concrete and improve abrasion value.

　　Key Words: Mechanism sand; "; Sand ratio; Concrete; Workability; Strength

　　中图分类号：TU528    文献标识码：A     文章编号：

　　水泥混凝土具有承载能力大、强度高、刚度大、日常维护工作量小和持久性的特点。并且，从长期的投资上来看，水泥混凝土路面的性能优于沥青混凝土路面，因此在城市建设、机场跑道和工矿道路之中已经开始广泛的使用水泥混凝土的路面，在一些载重量很大的公路交通之中受到了越来越多的关注。

　　1、混凝土强度和工作性能概述

　　随着我国交通设施的不断发展，混凝土之中对机制砂的使用量也不断增加，由于天然砂属于稀少的地方性资源，具有分布不均匀的特点，因此，可以进行开采的天然砂呈现逐年减少的模式，尤其是在一些山区的公路建设过程之中，存在着砂少石多的现象，正是因为天然砂含量越少的现象，因此，在水泥混凝土的使用中，采用机制砂替换天然砂的现象已经十分普遍。但是，机制砂和天然砂相比，具有着明显的优点。具体来说，机制砂的表面十分粗擦，而且在机制砂中存在着很多的棱角，有很多级配不良的现象出现。在天然砂和机制砂之中，最明显的区别就是在机制砂之中有很多颗粒的直径都在0.076毫米之下，但是在机制砂和天然砂之中，小于这个直径的颗粒，存在着完全不同的性质。天然砂之中存在的颗粒也叫做泥粉，混凝土之中的泥粉对其耐久性、稳定性和工作性都有着不良的影响，在机制砂之中存在的颗粒也叫做石粉，石粉的物理性能十分稳定，通过具体的实践可能证明，使用一定比例的石粉，可以增加机制砂混凝土的强度和工作性，还可以对混凝土的工作性能进行改善。国内外对机制砂之中石粉的含量和作用原理还没有针对性的研究，只有一些对混凝土性能的影响的研究。因此，很多工程在进行的过程之中，都对机制砂在混凝土之中的应用存在着很大的疑惑，虽然我国相关的公路技术规范之中规定，可以将机制砂使用在水泥混凝土之中，但是对石粉的比例做出了严格的规定，例如规定了石粉的比重应该小于百分之三到百分之五，为了使这个法律规范得到满足，在处理机制砂的过程之中，应该洗净石粉，不仅对原有的机制砂级配造成了破坏，同时造成了水资源的浪费，使砂的产量大幅度降低。

　　2、机制砂砂率对混凝土强度的影响

　　将百分之七的机制砂作为标准，通过对比研究出砂率的变化对机制砂混凝土强度的影响。通过图1和表2的对比可以得出结论，当砂率的比重不断增加的时候，混凝土的耐磨性能不断降低，强度也随之降低。产生这种现象的主要原因有：当混凝土之中的砂率增加的时候，含有的浆体水平不断增加，减少了粗集料的含量，使混凝土的磨损增大。同时，出现砂率太小的情况，一样会对混凝土的工作性产生影响，使混凝土降低了其密实性，使内部的孔结构不断恶化，严重影响了混凝土的强度和耐磨性。随着用水量的提高，在机制砂混凝土之中出现的坍落度也不断随之增加，在抗压强度方面也出现了不断上升的趋势。这种现象的出现，主要是因为在水比例固定的情况下，水泥用量和水量的增加，能够增加混凝土之中的浆体数量，在浆体润滑作用的帮助之下，摩擦力不断减少，因此使混凝土的坍落度不断增加，使其和易性得到很大程度的改善。但是，一旦出现水泥和水量过大的情况，会使浆量增多，细集料减少，最终产生了粘聚性不强和流浆过多的现象，降低了混凝土的和易性能。

　　3、机制砂石粉含量对混凝土强度的影响

　　为了对机制砂中石粉的含量对混凝土的强度影响进行研究，可以使用外渗法对机制砂之中的石粉含量进行相应的调整。通过表3和图4的对比可以得出以下结论，当混凝土之中的石粉比重低于百分之十的时候，随着石粉水平的不断提高，机制砂混凝土的强度不断得到提高。但是当石粉的含量大于百分之十的时候，机制砂混凝土的强度又不断降低。随着混凝土之中石粉比重的增加，磨耗值不断下降，尤其是当石粉的比重在百分之十之内的时候，机制砂混凝土的消耗量随着石粉的增加而不断降低，

　　骨料和水泥石之间存在着这样的现象：界面粘性的高低，会对水泥混凝土的整体性能有着很大的影响，因此，需要对机制砂混凝土界面在石粉含量不同时的显微硬度进行测量，以显示在机制砂之中石粉含量的多少对混凝土的耐磨性和强度产生的影响。随着石粉含量的比重不断增加，集料界面和水泥石之间的过渡区域的结构得到了改善，最终使显微硬度在界面的过渡区域之中得到了显著的提高，使厚度减少，提高了混凝土的强度和耐磨性。由于集料界面和水泥石并不是随着石粉含量的增大而无限度的提高，而是在石粉含量达到百分之十的时候到达临界点，尤其是一旦石粉含量达到了百分之二十，强度开始随着石粉含量的增加而下降。这种在显微硬度方面产生的临界值或许是因为随着石粉含量的增加，导致的水泥石的结构不断完善，但是当石粉的比重大于百分之十的时候，集料界面和水泥石之间呈现出了很多的游离状态的石粉，这种新出现的游离状态的石粉不能够对界面过渡区域之中的性能进行改善，因此，对提高混凝土的耐磨性和强度没有明显的作用。

　　4、结语

　　总之，随着水灰比的不断降低，天然砂和机制砂的混凝土都存在着抗压程度不断增加的现象，使混凝土的磨耗值不断减少，在浆体含量和水灰比相同的情况下，机制砂混凝土的工作强度和工作性都强于其它种类的混凝土。很多工程在进行的过程之中，都对机制砂在混凝土之中的应用存在着很大的疑惑，虽然我国相关的公路技术规范之中规定，可以将机制砂使用在水泥混凝土之中，但是对石粉的比例做出了严格的规定。随着混凝土之中砂率的不断增加，机制砂混凝土的强度不断降低。当石粉比重在百分之十之内的时候，随着石粉比重的不断增加，机制砂混凝土的强度不断降低，但是一旦石粉的比重超过百分之十的时候，机制砂混凝土的强度又有所提高。在机制砂之中存在着的石粉，可以起到提高集料界面和水泥石之间的过渡区域的性能的情况，但是一旦石粉的含量超过百分之十的时候，过渡性能不能够继续随之提高，甚至会出现负增长的状况。本文针对上述问题，研究了在不同的石粉含量之下，机制砂混凝土的强度和工作性。

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