機制砂與天然砂在混凝土配制中的應(yīng)用.doc

機制砂與天然砂在混凝土配制中的應(yīng)用因為機制砂由制砂機破碎、篩分制成，顆粒形狀粗糙尖銳、多棱角，通常用它來配制混凝土砂率比天然砂混凝土大；并且機制砂顆粒內(nèi)部微裂紋多、空隙率大、開口相互貫通的空隙多、比表面積大，加上石粉含量高等特點，與天然砂混凝土相比，有其自身的特點。1、機制砂原材加工制作根據(jù)貴州省基本建設(shè)中貫徹“因地制宜”就地取材，貴州省地方標(biāo)準(zhǔn)DB 24/016-2010山砂混凝土技術(shù)規(guī)程要求。所以采用振動給料機加工，石料由振動料機均勻的送到顎式破碎機粗破，粗破后的塊石由膠帶輸送機送到制砂機二次破碎，細碎后的物料送到振動篩進行4.75mm以下套篩分，得到的成品顆粒應(yīng)符合規(guī)范要求。對于粉塵含量的控制，應(yīng)配備分離機和除塵設(shè)備。 2、機制砂與天然砂工作性對比 機制砂與天然砂相比，由于有一定數(shù)量的石粉，使得機制砂混凝土的和易性得到改善，可在一定程度上改善混凝土保水性、泌水性、粘聚性，使得混凝土易于成型振搗。這些作用在低標(biāo)號混凝土中特別明顯，尤其是在實行水泥新標(biāo)準(zhǔn)之后，水泥強度普遍提高。配制混凝土?xí)r很難解決強度富裕過大與工作性之間的矛盾，機制砂中的石粉很好地解決了這個矛盾，即在低水泥用量情況下，配制出工作性符合要求的混凝土。甚至在碾壓混凝土中要求機制砂砂中的石粉含量不低于12，以利于混凝土的碾壓成型。中國工程院譚靖夷院士還提出:“碾壓混凝土必須使用高石粉含量的砂子”。 但在高標(biāo)號混凝土中，對機制砂中的石粉均進行了嚴格的限制，因為在高標(biāo)號混凝土中水灰比較小，石粉的存在嚴重影響了混凝土的工作性，一般機制砂砂中石粉含量限制在7（貴州地方標(biāo)準(zhǔn)）以下。 含石粉的機制砂混凝土，其初、終凝時間比不含石粉的天然河砂混凝土有所延長，一般可延長50120min，并認為主要是由于石粉沒有活性，在混凝土中只起到一種隋性摻合料的作用，分散水泥顆粒，降低了水泥的水化熱。含氣量和泌水率都減少，對混凝土的質(zhì)量有利。 3、混凝土強度比較 強度是混凝土作為結(jié)構(gòu)材料的一個重要依據(jù)。因而機制砂對混凝土的強度影響也是混凝土工作者最關(guān)心的一個問題。 據(jù)資料顯示，在同等條件下，用機制砂配制的混凝土比天然砂配制出的混凝土強度略高。由石灰石破碎而成的機制砂，其成分是碳酸鈣，處于高濃度氫氧化鈣中，其表面會發(fā)生微弱化學(xué)反應(yīng)，天然砂成分中二氧化硅含量高，不能發(fā)生類似反應(yīng)；且機制砂質(zhì)地堅硬，有新鮮界面，表面能高；機制砂表面粗糙、棱角多，有助于提高界面的粘結(jié)。機制砂提高混凝土的強度是由于石粉填充了混凝土中的孔隙，且0.08mm以下的石粉可以與水泥熟料生成水化碳鋁酸鈣。機制砂增強混凝土的主要原因是由于石粉的存在可以較明顯改善混凝土的孔隙特征，改善漿集料界面結(jié)構(gòu)，并且混凝土晶相有不同程度的改變。并認為就強度而言石粉的最佳含量為7。根據(jù)已有的研究，我們認為：石粉對水泥具有增強作用，認為石粉在水泥水化反應(yīng)中起晶核作用，誘導(dǎo)水泥的水化產(chǎn)物析晶，加速水泥水化并參加水泥的水化反應(yīng)，生成水化碳鋁酸鈣，并阻止鈣礬石向單硫型的水化硫鋁酸鈣轉(zhuǎn)化。 4、混凝土抗?jié)B性比較 由于混凝土的抗?jié)B性主要與其孔結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此大多數(shù)人認為機制砂中的石粉是其提高的主要原因?；炷恋难芯空哒J為：機制砂中的石粉只是一種有效的填料，雖然不具有活性，但提高了混凝土的密實性，增強了水泥石與骨料界面粘結(jié)；而有人則認為石粉能加速C3S的水化，并與C3A、C4AF反應(yīng)生成結(jié)晶水化物，并能改善水泥石的孔隙結(jié)構(gòu)，因此抗?jié)B性能得到提高。 5、混凝土的試配工作根據(jù)普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程JGJ 55-2011要求，采用天然砂混凝土設(shè)計中：1、0.40-0.46，砂率宜為39-42%；2.外加劑的摻量應(yīng)通過試驗確定，外摻料應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。1. 設(shè)計依據(jù)：普通混凝土配合比規(guī)程JGJ 55-2011.公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程JTG E30-2005.2. 原材料：水泥：冀東水泥。品種等級：P.O42.5。砂：天然砂。規(guī)格：區(qū)中砂。碎石：最大粒徑25mm。外加劑：型號為PC-I聚羧酸高效減水劑。摻量為膠凝材料的1.2%。在試拌配合比的基礎(chǔ)上配制三個不同水灰比的配合比進行混凝土強度校驗。最后采用基準(zhǔn)水灰比W/C=0.4。28d混凝土強度為33.8MPa。機制砂配合比：與天然砂配合比不同的是采用機械生產(chǎn)。機制砂細度模數(shù)為2.96，粉塵含量為9%。根據(jù)多方面對機制砂原材各性能測試，機制砂石粉含量要比天然砂含量大，所以需水量與水泥漿要比天然砂多。選用水灰比應(yīng)比天然砂略大。經(jīng)多次試配和調(diào)查取證，確定基準(zhǔn)配合比為W/C=0.48，砂率為44%。通過試拌調(diào)整配合比其他參數(shù)使混凝土拌合物工作性均能滿足施工要求。28d強度為35.2MPa。6. 結(jié)論機制砂混凝土要比天然砂配制配合比復(fù)雜的多，固理論和經(jīng)驗很重要，但同時設(shè)計機制砂配合比要考慮多種因素。必須控制一下幾點：1.水泥與外加劑應(yīng)通過水泥漿試驗，是否有物理性反應(yīng)。因此通過對多種水泥產(chǎn)品與選用外加劑反復(fù)試驗，滿足普通混凝土配合比規(guī)程。2.試驗證明，砂率的選擇要合理。砂率過小，混凝土拌合物不能有很好的和易性且工作性能差。砂率過大，影響混凝土強度及耐久性。3.通過天然砂配制混凝土配合比施工表明，天然砂光滑與級配不穩(wěn)定骨料粘性差、宜滑移，強度也難以控制。而原材控制也是大難題，由于采砂時是天然形成，沒辦法對天然砂的級配和有害成分進行控制。從而造成了國土資源流失和生態(tài)環(huán)境的破壞。機制砂截然不同，質(zhì)量優(yōu)勢。加工