西北地區(qū)旱砂對商品混凝土性能影響的研究

孟剛，張凱峰，郭江鵬，孫毅，張學(xué)杰，何娟

（1.中建西部建設(shè)北方有限公司，陜西 西安 710116；2.西安建筑科技大學(xué)，陜西 西安 710055；3.陜西省環(huán)境保護(hù)公司，陜西 西安 710054）

西北地區(qū)旱砂對商品混凝土性能影響的研究

孟剛1，張凱峰1，郭江鵬2，孫毅3，張學(xué)杰1，何娟2

（1.中建西部建設(shè)北方有限公司，陜西 西安 710116；2.西安建筑科技大學(xué)，陜西 西安 710055；3.陜西省環(huán)境保護(hù)公司，陜西 西安 710054）

應(yīng)用正交分析方法研究了旱砂含泥量、細(xì)度模數(shù)及取代河砂摻量對混凝土工作性能與力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，旱砂各因素對混凝土工作性能影響的順序?yàn)楹瞪叭〈由傲?細(xì)度模數(shù)>含泥量，旱砂的含泥量為6.0%、細(xì)度模數(shù)為1.8、取代普通河砂量為25%時(shí)混凝土的和易性最好，此時(shí)坍落度為230 mm；在試驗(yàn)范圍內(nèi)，旱砂各因素對硬化混凝土28 d抗壓強(qiáng)度的影響不大。

西北地區(qū)；旱砂；混凝土；工作性能；力學(xué)性能

西北地區(qū)旱砂為老舊河道開挖的地下砂資源，具有含泥量大、細(xì)度模數(shù)小等特點(diǎn)，應(yīng)用于商品混凝土中存在與外加劑適應(yīng)性差、新拌混凝土工作性差、經(jīng)時(shí)損失嚴(yán)重、硬化混凝土力學(xué)強(qiáng)度不足等情況[1-3]。利用加工處理的旱砂配制普通混凝土，研究了旱砂對混凝土工作性能和力學(xué)性能的影響，為旱砂規(guī)模應(yīng)用于商品混凝土和后續(xù)研究工作打下了基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)

1.1 原材料

水泥：冀東水泥廠生產(chǎn)的P·O42.5水泥；礦粉：西安德龍粉體工程材料有限公司提供，S95級(jí)優(yōu)質(zhì)礦粉；粉煤灰：韓城大唐盛龍科技實(shí)業(yè)有限公司提供，Ⅱ級(jí)，細(xì)度為18.2%；普通河砂：陜西渭河砂，細(xì)度模數(shù)2.7；旱砂：西安市北郊旱砂；石：陜西渭河5～31.5 mm連續(xù)級(jí)配卵石；外加劑：大連西卡建筑材料有限公司提供的聚羧酸高性能復(fù)合外加劑，減水率為28%；水：自來水。

1.2 試驗(yàn)方法

旱砂預(yù)處理：經(jīng)試制的振動(dòng)式篩砂機(jī)篩分處理，將旱砂中大泥塊、較大顆粒石子和其它固體廢棄物篩除，將過篩處理后的旱砂運(yùn)至指定料倉存放備用。

對取樣旱砂進(jìn)行預(yù)處理后，按照GB/T 14684—2011《建設(shè)用砂》對旱砂的性能進(jìn)行測試。實(shí)驗(yàn)依照旱砂不同含泥量、細(xì)度和摻量（旱砂取代河砂的質(zhì)量百分比）變化，選取L9（34）正交表，按照C35強(qiáng)度配合比配制混凝土，觀察并記錄新拌混凝土的工作性能，再在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)3 d、7 d、28 d，并測試強(qiáng)度，正交試驗(yàn)因素水平見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素-水平

1.3 試驗(yàn)配合比

依據(jù)JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》，參照某混凝土攪拌站實(shí)際應(yīng)用配合比設(shè)計(jì)了強(qiáng)度等級(jí)為C35的普通混凝土配合比（kg/m3）：m（水泥）：m（粉煤灰）：m（礦粉）：m（水）：m（外加劑）：m（砂）：m（卵石）=205：92：68：155：8.76：710：1160。

2 結(jié)果與討論

2.1 旱砂性能測試分析

旱砂與河砂的基本性能指標(biāo)如表2所示。

表2 旱砂與河砂的基本性能指標(biāo)

從表2可以看出，旱砂的含泥量、泥塊含量大于河砂，細(xì)度模數(shù)較小，這是旱砂的重要特征。而旱砂的緊密堆積密度、松散堆積密度及表觀密度等與河砂差別不大。

2.2 旱砂對混凝土性能影響的正交試驗(yàn)

旱砂對混凝土工作性能和力學(xué)性能影響的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及測試結(jié)果見表3，正交試驗(yàn)極差分析見表4。

表3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及測試結(jié)果

表4 正交試驗(yàn)極差分析

2.2.1 旱砂對新拌混凝土工作性能影響的分析

由表3可知，8#混凝土的和易性最好，此時(shí)旱砂的含泥量為6.0%、細(xì)度模數(shù)為1.8、取代普通河砂量為25%。由表4可知，旱砂各因素對混凝土拌合物坍落度影響的主次順序?yàn)镃> B>A，即旱砂取代河砂摻量是影響混凝土和易性的主要因素，其次是細(xì)度模數(shù)，最后是含泥量。

2.2.2 旱砂對硬化混凝土力學(xué)性能影響的分析

由表3可知，2#混凝土的28d抗壓強(qiáng)度最高，為46.7MPa，同時(shí)這9組試樣的28 d抗壓強(qiáng)度均達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度35 MPa，因此認(rèn)為，在此研究范圍內(nèi)，混凝土的28 d抗壓強(qiáng)度基本不受旱砂含泥量、細(xì)度模數(shù)和摻量的影響。

由表4可知，旱砂各因素對混凝土28d抗壓強(qiáng)度影響的主次順序?yàn)锽>C>A，即旱砂的細(xì)度模數(shù)是影響混凝土28d抗壓強(qiáng)度的主要因素，其次是取代河砂摻量，最后是含泥量。

3 結(jié)語

（1）旱砂比普通河砂細(xì)度小，含泥量及泥塊含量高。經(jīng)預(yù)處理的旱砂可以作為一種砂石資源應(yīng)用在商品混凝土中。

（2）旱砂取代河砂摻量是影響混凝土和易性的主要因素，其次是細(xì)度模數(shù)，最后是含泥量。旱砂的含泥量為6.0%、細(xì)度模數(shù)為1.8、取代普通河砂摻量為25%時(shí)，混凝土的和易性最好，此時(shí)坍落度為230 mm。

（3）旱砂的細(xì)度模數(shù)是影響混凝土28d抗壓強(qiáng)度的主要因素，其次是取代河砂摻量，最后是含泥量。9組試樣的28 d抗壓強(qiáng)度均達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度，因此認(rèn)為，在此研究范圍內(nèi)，混凝土的28 d抗壓強(qiáng)度基本不受旱砂含泥量、細(xì)度模數(shù)和摻量的影響。

[1]張明，賈吉堂，郭春芳，等.摻聚羧酸系減水劑混凝土用高含泥量抑制劑的研究[J].新型建筑材料，2012（11）：25-28.

[2] 劉瑾.分析骨料含泥量對混凝土性能的影響[J].廣東建材，2013 （6）：26-27.

[3]萬甜明，王進(jìn)春，劉昭洋，等.與聚羧酸減水劑復(fù)配的抗泥土副作用的復(fù)合泥土吸附劑研究[J].新型建筑材料，2014（10）：34-37.

Influence of dry sand in the northwest region on the performance of commodity concrete

MENG Gang1，ZHANG Kaifeng1，GUO Jiangpeng2，SUN Yi3，ZHANG Xuejie1，HE Juan2
（1.China West Construction Group North Co.Ltd.，Xi'an 710116，Shaanxi，China；
2.Xi'an University of Architecture and Technology，Xi'an 710055，Shaanxi，China；
3.Shaanxi Environmental Protection Co.Ltd.，Xi'an 710054，Shaanxi，China）

The effect of dry sand′s clay content，fineness modulus and the mixing amount of the dry sand in the commodity concrete on the working performance and mechanics performance of concrete were studied by the orthogonal analysis method.The study has found that factors affecting the performance of concrete were replaced in the order of dry sand river sand content，fineness modulus，clay content.In other word,when the clay content is 6%，the fineness modulus is 1.8 and the mixing amount of the dry sand is 25%，the workability of concrete have reached the optimal.In this case it is 230 mm slump.In the test range，dry sand of various factors had little effect on the compressive strength of hardened concrete of 28 d.

Northwest area，dry sand，concrete，working performance，mechanical properties

TU528.041

A

1001-702X（2015）04-0053-02

2014-10-14

孟剛，男，1970年生，四川廣元人，高級(jí)工程師。