特細(xì)砂、機(jī)制砂、混合砂建筑砂漿基本性能研究（之一）——砂漿原材料分析

姜洪麟李宗惠賴榮剛何世碧趙倩

（重慶一建建設(shè)（集團(tuán)）有限公司技術(shù)中心 重慶 400039）

砂漿與混凝土是現(xiàn)代工程建設(shè)中的大宗建筑材料，其質(zhì)量將直接影響到工程的質(zhì)量。由于砂漿不像混凝土那樣可以單獨(dú)作為一種結(jié)構(gòu)材料，一般用于砌筑砌體的塊體粘結(jié)，起傳遞應(yīng)力的作用以及裝飾找平作用，其重要性容易被忽視。隨著砂漿商品化進(jìn)程加快，各方對(duì)其質(zhì)量的關(guān)注程度必將增加，對(duì)特細(xì)砂砂漿、機(jī)制砂砂漿和混合砂砂漿的基本性能研究，對(duì)于發(fā)展高性能砂漿，指導(dǎo)特細(xì)砂建筑砂漿的改性，開(kāi)發(fā)機(jī)制砂砂漿和砂漿用機(jī)制砂，解決砂漿質(zhì)量通病，提高重慶市建設(shè)工程質(zhì)量具有十分重要的指導(dǎo)意義和現(xiàn)實(shí)意義，有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

“特細(xì)砂、機(jī)制砂、混合砂建筑砂漿基本性能研究”是重慶市城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)2007年下達(dá)的建設(shè)科技項(xiàng)目，合同編號(hào)為“城科字2007第39號(hào)”。該項(xiàng)目由重慶一建建設(shè)（集團(tuán)）有限公司承擔(dān)，重慶大學(xué)、重慶渝川檢測(cè)公司、重慶恒意檢測(cè)公司、重慶科力檢測(cè)公司、重慶江北區(qū)質(zhì)監(jiān)站檢測(cè)所協(xié)作完成。

本系列論文所指建筑砂漿是指用于砌筑、墻面抹灰和地坪找平的普通水泥砂漿。本系列論文就砂漿基本性能研究所涉及到的原材料分析，砂漿拌和物的稠度、分層度、密度試驗(yàn)研究，砂漿立方體抗壓強(qiáng)度、砂漿收縮性能、“力—變形”特性研究，50次凍融循環(huán)后砂漿的強(qiáng)度損失和質(zhì)量損失等砂漿耐久性能研究情況同關(guān)心建筑砂漿的相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行交流。

1 建筑砂漿用砂現(xiàn)狀

重慶市建筑砂漿用的天然砂主要來(lái)自長(zhǎng)江和嘉陵江，其細(xì)度模數(shù)絕大多數(shù)已經(jīng)低于特細(xì)砂的下限0.7。三峽工程的蓄水使我市江水段的水流速度變緩，嘉陵江梯級(jí)水電站建設(shè)的攔截影響和上游生態(tài)改善后，入江的砂在減少。長(zhǎng)江、嘉陵江產(chǎn)的砂，細(xì)度模數(shù)有明顯下降的趨勢(shì)，0.5左右的砂用于建筑工程也很普遍，對(duì)細(xì)度模數(shù)小于0.7的砂，常稱粉砂。

重慶市石灰石資源分布廣、蘊(yùn)藏量十分豐富，用石灰石生產(chǎn)機(jī)制砂已形成規(guī)模，機(jī)制砂已經(jīng)在商品混凝土中大量使用。據(jù)重慶市混凝土協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2009年全市各攪拌站共生產(chǎn)1876萬(wàn)立方米混凝土中，僅商品混凝土使用的砂就達(dá)到1366萬(wàn)噸，其中天然砂771萬(wàn)噸，機(jī)制砂595萬(wàn)噸，機(jī)制砂的使用量已經(jīng)達(dá)到43.5%，天然砂和機(jī)制砂的混合使用達(dá)到互相改性的目的。機(jī)制砂已經(jīng)成為建筑用砂的重要來(lái)源，砂漿用砂與混凝土用砂應(yīng)該有所區(qū)別，開(kāi)發(fā)砂漿用機(jī)制砂具有光明的前景。

在重慶市，天然砂資源分布很不均勻。如酉陽(yáng)縣，幾乎沒(méi)有天然砂或獲取天然砂非常困難，石灰石卻遍及該縣轄區(qū)。墻體材料主要是混凝土砌塊，砌筑砂漿和抹灰砂漿所用的砂多為生產(chǎn)碎石余下的5.00mm以下顆粒和石粉。在主城區(qū)，多年前就有用生產(chǎn)混凝土用石灰?guī)r碎石后經(jīng)篩后余下的石粉代替天然砂拌制砂漿的實(shí)例，但僅停留在“廢棄物”利用上。

2 試驗(yàn)研究用原材料檢測(cè)

為保證原材料檢測(cè)結(jié)果的代表性和準(zhǔn)確性，減少試驗(yàn)誤差，對(duì)試驗(yàn)研究用的水泥、砂等，經(jīng)樣品縮分，分別送重慶渝川、重慶恒意和江北區(qū)質(zhì)監(jiān)站檢測(cè)所進(jìn)行平行檢測(cè)，其試驗(yàn)結(jié)果如下。

2.1 水泥及及其檢測(cè)結(jié)果

試驗(yàn)所用的原材料中，選32.5級(jí)復(fù)合硅酸鹽水泥。

水泥生產(chǎn)廠家：重慶天助水泥有限公司，水泥品種規(guī)格：P.C 32.5級(jí)復(fù)合硅酸鹽水泥。

水泥性能檢測(cè)結(jié)果如表1。

表1 水泥性能檢測(cè)結(jié)果

2.2 砂的形態(tài)及其檢測(cè)結(jié)果

試驗(yàn)所用特細(xì)砂的細(xì)度模數(shù)在0.7左右，中砂采用湖南洞庭湖砂，以便與《建筑砂漿配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ98-2000）規(guī)定的砂漿用砂為中砂相一致，機(jī)制砂選自歌樂(lè)山產(chǎn)石灰石質(zhì)人工砂。

在試驗(yàn)中，我們根據(jù)重慶市使用砂的實(shí)際情況，普通砂漿所用的天然砂采用長(zhǎng)江和嘉陵江河砂。在混凝土攪拌站使用的天然中砂很多來(lái)自洞庭湖，洞庭湖砂顆粒較粗，色澤金黃，含泥量低。四川簡(jiǎn)陽(yáng)中砂使用量較少。在試驗(yàn)時(shí)，中砂只選用了洞庭湖砂而未采用簡(jiǎn)陽(yáng)砂。

2.2.1 砂檢測(cè)結(jié)果

試驗(yàn)使用的機(jī)制砂采用重慶市歌樂(lè)山的石灰?guī)r人工砂，含一定數(shù)量母巖石粉。試驗(yàn)選用的砂檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 長(zhǎng)江砂、洞庭湖砂、石灰?guī)r機(jī)制砂檢測(cè)結(jié)果

2.2.2 砂的外觀形態(tài)及技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

圖1～圖6分別表示建筑用砂的外觀質(zhì)量狀態(tài)。

2.2.2.1 重慶長(zhǎng)江砂

圖1 長(zhǎng)江砂。細(xì)度模數(shù)為0.7～1.0。密度2.67，松散堆積密度1347kg/m3，緊密堆積密度1500 kg/m3。

2.2.2.2 重慶合川渠河砂

圖2 合川渠河砂。在本項(xiàng)目中未使用該砂。一般細(xì)度模數(shù)在0.9～1.5之間。

2.2.2.3 重慶歌樂(lè)山機(jī)制砂

圖3 歌樂(lè)山石灰?guī)r機(jī)制砂。細(xì)度模數(shù)為3.5。密度2.70，松散堆積密度1610kg/m3，緊密堆積密度1730kg/m3，石粉含量6.3%。

2.2.2.4 湖南洞庭湖砂

圖4 湖南洞庭湖中砂。細(xì)度模數(shù)為3.0，色澤金黃。密度2.68，松散堆積密度1580kg/m3，緊密堆積密度1687kg/m3。

2.2.2.5 四川簡(jiǎn)陽(yáng)砂

圖5 四川簡(jiǎn)陽(yáng)砂。未對(duì)該砂試驗(yàn)。

2.2.2.6 五種砂外觀形態(tài)直觀比較

圖6 五種砂比較。從圖片中可以直觀看出，重慶本地產(chǎn)的天然砂長(zhǎng)江砂和渠河砂顆粒較小，色差顯著。人工砂的顆粒大，含有一定數(shù)量的母巖石粉。洞庭湖產(chǎn)的砂，色澤金黃，含泥量低。

3 試驗(yàn)研究結(jié)論

3.1 試驗(yàn)所選PC32.5級(jí)水泥質(zhì)量指標(biāo)符合《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）的要求，其28d實(shí)測(cè)強(qiáng)度為34.4MPa。

3.2 對(duì)所選長(zhǎng)江砂、機(jī)制砂和洞庭湖砂砂的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析，三種砂的表觀密度為2675～2695 kg/m3，基本相同。表征砂粗細(xì)程度的細(xì)度模數(shù)，長(zhǎng)江砂為0.7～1，洞庭湖砂、石灰?guī)r機(jī)制砂分別為3.0、3.5，屬于特細(xì)砂的長(zhǎng)江砂的堆積密度遠(yuǎn)低于洞庭湖砂和機(jī)制砂，空隙率大，這對(duì)所配制的砂漿性能影響非常大。

以上砂對(duì)砂漿拌和物性能和砂漿硬化體性能的影響請(qǐng)見(jiàn)后續(xù)文章。

[1]《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》[S].

[2]《通用硅酸鹽水泥》[S].