機(jī)制砂對混凝土性能有什么影響
1 導(dǎo)言
混凝土是現(xiàn)在工程建造中運(yùn)用量最大、運(yùn)用規(guī)模最廣泛的人造建筑材料，集料是混凝土主要的組成成分之一，占混凝土體積的70%左右，其間細(xì)集料占混凝土體積的30%左右，其主要效果是填充、密實并和粗集料一起構(gòu)成骨架。細(xì)集料依照產(chǎn)源分為天然砂和人工砂。天然砂是在天然條件效果下（風(fēng)化、水流轉(zhuǎn)移和分選、堆積）而構(gòu)成的巖石顆粒，包含河砂、海砂和山砂；人工砂是經(jīng)除土處理的機(jī)制砂和混合砂的總稱。機(jī)制砂是巖石（不包含軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖）經(jīng)出土挖掘、機(jī)械破碎、篩分制成的粒徑小于4.75mm的巖石顆粒。由天然砂和機(jī)制砂混合制成的砂被稱為混合砂。
天然砂顆粒近似球形、較潔凈，長期以來是我國大部分區(qū)域的主要建造用砂，可是天然砂是一種地方性資源，散布不均勻且短時刻內(nèi)不行再生，長距離運(yùn)輸給工程建造帶來沉重負(fù)擔(dān)。在巨大需求的推進(jìn)下，天然砂資源日益匱乏，我國不少區(qū)域現(xiàn)已呈現(xiàn)天然砂逐步削減、乃至無資源的狀況，尤其是我國西南、南部等區(qū)域，以河砂為主的天然砂難以滿意混凝土的出產(chǎn)需求，砂石供需矛盾非常杰出。
為了滿意建造用砂的剛性需求，機(jī)制砂成為首選。與天然砂比較，機(jī)制砂的原材料來歷廣泛，既能運(yùn)用拋棄資源如尾礦、廢石棄料，又能運(yùn)用以鵝卵石和礦山為主的天然質(zhì)料，能確保原材料質(zhì)量，不受地域和時節(jié)約束；機(jī)制砂的出產(chǎn)可因地制宜，下降運(yùn)輸本錢，具有必定的經(jīng)濟(jì)效益；機(jī)械化出產(chǎn)，質(zhì)量安穩(wěn)、可控可調(diào)，能夠根據(jù)用戶的需求進(jìn)行出產(chǎn)；比外表積較大，用機(jī)制砂制造的混凝土強(qiáng)度較高。用機(jī)制砂作混凝土細(xì)集料，既能夠解決天然砂資源短少的問題，又能夠建造本錢、保護(hù)環(huán)境。機(jī)制砂部分或悉數(shù)替代天然砂已成為當(dāng)時混凝土職業(yè)的趨勢。
本文介紹機(jī)制砂的特征及機(jī)制砂對混凝土功能的影響，期望對混凝土職業(yè)供給參閱。
2 機(jī)制砂的特征
因為機(jī)制砂是巖石通過機(jī)械破碎而成，全國各地機(jī)制砂的礦源、設(shè)備和工藝存在差異，導(dǎo)致機(jī)制砂在外觀、化學(xué)成分、顆粒形狀、顆粒級配以及特細(xì)顆粒含量等功能方面與天然砂不盡相同。機(jī)制砂對混凝土功能的影響與其顆粒形狀、外表結(jié)構(gòu)、顆粒級配和石粉含量密切相關(guān)。因而，對機(jī)制砂的特征進(jìn)行系統(tǒng)的研討很有必要。
? 描摹特征
機(jī)制砂的顆粒描摹特征包含粒形和外表粗糙度，因為母巖和出產(chǎn)工藝的不同，機(jī)制砂呈現(xiàn)出多種形狀，賦有棱角、外表粗糙，界面新鮮。機(jī)制砂顆粒形狀不規(guī)則，難以界說和衡量。國內(nèi)外規(guī)范推薦了一些測量辦法，《公路工程集料實驗規(guī)程》JTG E42-2005中規(guī)則選用細(xì)集料棱角性實驗（空隙率法和活動時刻法）；美國ASTMC1252規(guī)范中通過測驗未壓實細(xì)集料的空地率來點評棱視點、內(nèi)摩擦巨細(xì)和外表粗糙程度；法國AFNOR NFP 18-564/1981規(guī)范中規(guī)則了砂的流值實驗辦法，用來點評細(xì)集料的外表特性及棱角性。
跟著技能的發(fā)展，選用數(shù)字圖畫處理（DIP）技能測驗集料的棱角性成為干流辦法，給集料顆粒描摹的研討帶來了便利。蔡基偉用棱角性指數(shù)、長寬比、飽滿比三個目標(biāo)表征了57種機(jī)制砂的粒形；Goncalves選用球形度和長寬比作為顆粒形狀的衡量，發(fā)現(xiàn)沖擊式破碎出產(chǎn)的機(jī)制砂顆粒形狀顯著因為圓錐式破碎。重慶大學(xué)葉建雄等人用空隙率法、活動時刻法和數(shù)字圖畫處理法測驗了7種不同機(jī)制砂的顆粒形狀，得出數(shù)字圖畫處理法不能客觀反響機(jī)制砂的顆粒形狀特征的定論。
空隙率法和活動時刻法的實驗誤差大、重復(fù)性差。二維數(shù)字圖畫處理辦法是對顆粒圖畫的正面投影概括進(jìn)行剖析，不能徹底反映顆粒形狀，也晦氣于現(xiàn)場檢測。關(guān)于機(jī)制砂的描摹特征的表征依然存在探究的空間，選用恰當(dāng)?shù)霓k法點評機(jī)制砂的顆粒描摹，對機(jī)制砂的質(zhì)量操控具有重要意義。
? 級配特征
砂的顆粒級配指的是不同粒徑的砂?；ハ嗾{(diào)配的份額。砂的粗細(xì)程度用細(xì)度模數(shù)來表征。顆粒級配是機(jī)制砂品質(zhì)好壞的內(nèi)涵決議因素，細(xì)度模數(shù)不能徹底反響顆粒級配的真實狀況。表1是各國機(jī)制砂級配規(guī)則，從表1能夠看出，各國關(guān)于機(jī)制砂的級配規(guī)則各不相同。
▲ 表1 各國機(jī)制砂級配規(guī)則
機(jī)制砂的顆粒級配是由制砂設(shè)備和工藝決議的。就現(xiàn)在機(jī)制砂的出產(chǎn)運(yùn)用來看，機(jī)制砂多為中粗砂，細(xì)度模數(shù)一般在2.8-3.6之間，并且呈現(xiàn)出顆粒級配兩頭多中心少的散布。
? 石粉
石粉是指機(jī)制砂中粒徑小于75um的顆粒。機(jī)制砂中含有較多石粉，是機(jī)制砂與天然砂之間最顯著的區(qū)別。機(jī)制砂中的石粉與天然砂中的泥粉在混凝土中的效果存在本質(zhì)區(qū)別，需求采納恰當(dāng)?shù)霓k法來發(fā)揮石粉的有利效果。在機(jī)制砂的出產(chǎn)過程中，帶入泥粉是不行避免的，導(dǎo)致粒徑小于75um的顆粒并不徹底是石粉。因而，在制造機(jī)制砂混凝土前有必要檢測出石粉中的泥粉含量，以確保機(jī)制砂滿意混凝土的功能要求。在各地方規(guī)范中關(guān)于石粉中泥粉的含量均有相應(yīng)的規(guī)則，一般以為亞甲藍(lán)值（MB值）大于1.4時，以泥粉為準(zhǔn)；MB值小于1.4時，以石粉為主。一起，機(jī)制砂中適量含量的石粉對混凝土的功能是有利的，過量則有害，因而各國規(guī)范中均對石粉含量有約束，不過因為各國選用的母巖、破碎工藝不同，因而石粉限值也各不一樣。
3 機(jī)制砂對混凝土功能的影響
? 機(jī)制砂對混凝土作業(yè)功能的影響
比較于天然砂，機(jī)制砂外表棱角多、外表粗糙，且具有必定的石粉含量，一般機(jī)制砂混凝土的坍落度較小，添加石粉含量在必定程度上能夠改進(jìn)混凝土的泌水，進(jìn)步粘聚性，使混凝土更易澆筑成型。
吳明威等人研討了機(jī)制砂中小于0.08mm石粉對混凝土拌合物功能的影響，研討發(fā)現(xiàn)石粉是一種惰性摻合料，顆粒細(xì)微，石粉添加了混凝土中短少的細(xì)顆粒，增大了固體比外表積，減小了泌水和離析，改進(jìn)了混凝土的和易性。
Pedm Nel quirogal研討了不同品種機(jī)制砂對混凝土的泵送性和活動性的影響，發(fā)現(xiàn)機(jī)制砂的級配不同會導(dǎo)致不同的混凝土坍落度，其最大差值可達(dá)175mm。A.K Sahu等運(yùn)用機(jī)制砂部分替代河砂來制造混合砂混凝土，發(fā)現(xiàn)：1）當(dāng)沒有外加劑時，機(jī)制砂部分替代河砂制造的混凝土?xí)蛊渥鳂I(yè)性下降；2）當(dāng)運(yùn)用高效外加劑時，混合砂混凝土作業(yè)性得到改進(jìn)。
? 機(jī)制砂對混凝土力學(xué)功能的影響
選用機(jī)制砂制備的混凝土力學(xué)功能一般高于天然砂制備的混凝土。周明凱等的研討標(biāo)明，機(jī)制砂中的石粉在水泥水化過程中能夠起到晶核效果，誘導(dǎo)水泥的水化產(chǎn)品析晶，加速水泥水化并參與水泥的水化，生成水化碳鋁酸鈣，并阻撓了鈣釩石向單硫型水化硫鋁酸鈣轉(zhuǎn)化。安文漢等研討以為，機(jī)制砂增強(qiáng)混凝土的主要原因是，石粉的存在能夠較顯著的改進(jìn)混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改進(jìn)水泥漿——集料界面結(jié)構(gòu)，并且使混凝土晶相有不同程度的改動。從圖1和圖2能夠看出，石粉含量進(jìn)步關(guān)于低強(qiáng)度等級的混凝土強(qiáng)度有進(jìn)步效果，可是會下降高強(qiáng)度等級的混凝土強(qiáng)度。
H.Donza等人以為機(jī)制砂的形狀和物理特功能夠添加漿體和集料間的互鎖效應(yīng)，從而進(jìn)步混凝土的抗壓強(qiáng)度
? 機(jī)制砂對混凝土耐久性的影響
混凝土耐久功能的好壞直接關(guān)系到工程質(zhì)量的好壞，因而，混凝土耐久功能一向都是人們關(guān)注的重要目標(biāo)。機(jī)制砂外表粗糙，能夠與漿體很好的粘結(jié)，并且機(jī)制砂中含有較多的石粉，能夠填充孔隙，進(jìn)步混凝土全體的密實性；一起，機(jī)制砂中的石粉能加速C3S的水化，并可與C3A、C4AF反響生成結(jié)晶水化物，優(yōu)化了水泥石的孔隙結(jié)構(gòu)，進(jìn)步抗?jié)B功能。
Bonavetti等人研討標(biāo)明，在大水灰比條件下，跟著石粉含量的添加，砂漿的抗?jié)B性逐步下降；在較小水膠比條件下，石粉含量的添加則會進(jìn)步砂漿的抗?jié)B性。張桂梅等人研討了石粉對低標(biāo)號混凝土抗凍功能的影響，發(fā)現(xiàn)20%石粉含量的機(jī)制砂混凝土質(zhì)量丟失和強(qiáng)度丟失均大于12%石粉含量的機(jī)制砂混凝土。石粉對混凝土的抗凍性晦氣，且隨石粉含量添加，機(jī)制砂混凝土的抗凍性逐步下降。
4 機(jī)制砂運(yùn)用中存在的問題及主張
由此可見，我國在運(yùn)用機(jī)制砂運(yùn)用方面尚存在必定的技能難題，主要變現(xiàn)在：
? 我國機(jī)制砂出產(chǎn)加工職業(yè)短少準(zhǔn)入制度，各地機(jī)制砂企業(yè)規(guī)模巨細(xì)不一，出產(chǎn)工藝各不相同；
? 現(xiàn)在我國關(guān)于機(jī)制砂的規(guī)范系統(tǒng)不行健全，職業(yè)內(nèi)也沒有有用的監(jiān)督部分，導(dǎo)致終究出產(chǎn)的機(jī)制砂產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊；
? 我國幅員遼闊，機(jī)制砂質(zhì)料巖性雜亂，大部分工程短少對料源、工藝、設(shè)備的挑選進(jìn)行具體的科學(xué)論證和實驗研討；
? 機(jī)制砂在出產(chǎn)中產(chǎn)出的石粉對機(jī)制砂混凝土功能的影響以及石粉含量挑選還存在爭議。
因而，主張展開機(jī)制砂母巖特性和破碎、整形工藝對機(jī)制砂粒形、級配、石粉含量的影響，編制科學(xué)合理的規(guī)范和運(yùn)用技能規(guī)程，輔導(dǎo)機(jī)制砂混凝土和機(jī)制砂砂漿的運(yùn)用。利達(dá)機(jī)械專業(yè)生產(chǎn)制砂機(jī)、制砂機(jī)成套設(shè)備、制砂機(jī)生產(chǎn)線、破碎機(jī)設(shè)備。
