機(jī)制砂石粉含量對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響

潘祖?zhèn)?劉艷云

（中交三航局第三工程有限公司， 江蘇 南京 210000）

0 前言

混凝土的強(qiáng)度是判斷混凝土品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，因此如何提高混凝土強(qiáng)度并使它處于穩(wěn)定的狀態(tài)，是施工生產(chǎn)企業(yè)必須考慮的問題。但是目前隨著各類自然資源的大量開采使用，天然河沙的儲(chǔ)量不斷減少，而且在較短的時(shí)間內(nèi)是不能再生的，在此環(huán)境下用機(jī)制砂代替天然砂是大形式所趨，但是機(jī)制砂在制造的時(shí)候必然會(huì)存在一定量的石粉，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度受到影響。

1 機(jī)制砂概述

機(jī)制砂，通常是指顆粒粒徑在4.75mm以下的巖石，通過對(duì)其進(jìn)行除土處理，并由機(jī)器進(jìn)行碾碎、篩選制造的砂石。機(jī)制砂多數(shù)都是選取當(dāng)?shù)氐牟牧?，還有一部分是通過使用生產(chǎn)粗骨料時(shí)剩余的產(chǎn)物作為原料，通過專用的機(jī)器設(shè)備進(jìn)行機(jī)制砂的制造。要保證機(jī)制砂的穩(wěn)定性，就必須保證在施工的過程中所使用的機(jī)制砂的粒徑、細(xì)度、石粉含量等參數(shù)的穩(wěn)定。

從外觀上看，機(jī)制砂多以黑色或是灰白色為主，若是采取干法制造機(jī)制砂，那么機(jī)制砂中的石粉含量會(huì)達(dá)到百分之十左右。機(jī)制砂在制作的時(shí)候，石粉是必然的組成部分，只是受到其制造工藝的影響，會(huì)導(dǎo)致機(jī)制砂中的石粉所占的比例有所不同，有多有少。合理量的石粉將有助于使混凝土各方面的指標(biāo)參數(shù)得到提高，在完善混凝土骨料的級(jí)配、提高混凝土的密實(shí)性等方面都有較多的幫助，但是要注意石粉的含量，如果較少或者較多都會(huì)在一定程度上使混凝土的性能下降。

機(jī)制砂可以劃分為不同的類型，結(jié)合細(xì)度模數(shù)可以對(duì)其進(jìn)行劃分，現(xiàn)在我國(guó)所生產(chǎn)的機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)基本都在2.8到3.6的的范圍內(nèi)，屬于中粗砂類型，機(jī)制砂中石粉的含量也處于中等，在機(jī)制砂中所含石粉的比例與細(xì)度模數(shù)之間呈反比[1]。從機(jī)制砂的顆粒形狀來看，機(jī)制砂表面是有棱角的粗糙小顆粒形狀，這種形狀在很大程度上降低了混凝土的和易性，但是對(duì)于水泥與骨料的粘結(jié)有較大的幫助。石粉有利于降低機(jī)制砂對(duì)混凝土的和易性產(chǎn)生的不利，避免混凝土在使用時(shí)出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。

2 機(jī)制砂石粉含量與混凝土的關(guān)系

相關(guān)的試驗(yàn)表明，機(jī)制砂中的石粉含量對(duì)混凝土施工時(shí)的影響主要有兩方面，首先，當(dāng)機(jī)制砂中石粉所占的比例小于百分之二十的時(shí)候，可以提高混凝土的強(qiáng)度，這是由于石粉減少了機(jī)制砂之間存在的空隙部分，提高了混凝土的密實(shí)度，改善了機(jī)制砂級(jí)配不良的缺陷，從而使混凝土的強(qiáng)度得到提高。其次，使用機(jī)制砂制作混凝土?xí)r，在水泥水化的初期，石粉將有利于提高水泥熟料的水化，增強(qiáng)前期的強(qiáng)度。當(dāng)機(jī)制砂中石粉所占的比例大于百分之二十的時(shí)候，會(huì)使混凝土的膠集比偏離標(biāo)準(zhǔn)，影響膠凝材料的比例，在很大程度上減弱了混凝土的強(qiáng)度。通過相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)在機(jī)制砂中石粉含量的多少對(duì)于所生產(chǎn)的混凝土具有多個(gè)方面的影響，既有好的也有壞的，這需要控制好摻加量才能使混凝土的強(qiáng)度符合要求。

3 機(jī)制砂石粉含量對(duì)混凝土的強(qiáng)度的影響

機(jī)制砂中石粉的含量對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生的的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1 混凝土需水量的變化

在進(jìn)行混凝土生產(chǎn)的過程中，普遍都會(huì)出現(xiàn)這樣的情形，在相連的幾天之中，采用同樣的材料配比，一樣的塌落度，天氣變化較小，但生產(chǎn)出來的混凝土強(qiáng)度相差較大，這主要是因?yàn)樾杷康牟煌瑢?dǎo)致的。這需要從兩個(gè)方面進(jìn)行考慮，第一，機(jī)制砂中石粉所占比例的不同會(huì)導(dǎo)致混凝土需水量的不一樣。第二，機(jī)制砂中石粉的含量不同會(huì)導(dǎo)致外加劑相對(duì)摻加量不一樣，從而導(dǎo)致混凝土生產(chǎn)時(shí)所需的需水量不一樣。

機(jī)制砂中石粉所占比例的不同，會(huì)導(dǎo)致混凝土對(duì)水的需求量不一樣，相關(guān)人員曾經(jīng)做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用150 μm以下的砂（與石粉的75 μm相類似），混凝土相關(guān)規(guī)定中Ⅱ級(jí)粉煤灰的需水量比的要求，Ⅱ級(jí)粉煤灰的細(xì)度45 μm的篩余在13到25之間，這和機(jī)制砂中石粉的細(xì)度大小基本相同，這就說明這一部分的砂，在物理性能方面已經(jīng)與粉煤灰相差無幾，只是在后期增強(qiáng)強(qiáng)度方面不具有粉煤灰的火山灰效果[2]。因此，可以把石粉當(dāng)做一種惰性膠凝物質(zhì)，在粉煤灰較為稀少的地區(qū)可以使用少量的石粉代替粉煤灰使用，增強(qiáng)性能。可是，這必然會(huì)導(dǎo)致，在進(jìn)行混凝土生產(chǎn)的時(shí)候，如果所使用的機(jī)制砂中石粉所占的比例較多，隨著機(jī)制砂使用數(shù)量的上升，勢(shì)必會(huì)使混凝土中的惰性膠凝材料的含量也隨之增多，使混凝土的水膠比上升，從而使混凝土的強(qiáng)度減弱。對(duì)于機(jī)制砂中石粉的含量不同會(huì)導(dǎo)致外加劑相對(duì)摻加量不一樣，主要是因?yàn)樵趯?shí)際的混凝土生產(chǎn)中，隨著機(jī)制砂中石粉所占的比例不斷增多，就會(huì)導(dǎo)致惰性膠凝材料以及活性膠凝材料的數(shù)量也增加，但是外加劑的用量不改變，這就會(huì)導(dǎo)致外加劑在混凝土中所占的比例降低，從而導(dǎo)致外加劑的減水率下降，生產(chǎn)混凝土?xí)r的需水量相對(duì)增多，水膠比上升，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度有所下降。

3.2 混凝土膠凝材料的組成變化

在上文中我們提到，石粉可以作為一種惰性的膠凝材料在生產(chǎn)混凝土的時(shí)候使用，那么如果機(jī)制砂中石粉的含量產(chǎn)生變化，那么必然會(huì)對(duì)混凝土中的膠凝材料的構(gòu)成造成一定的影響。通過相關(guān)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，混凝土中的活性摻加料的比例增加到一定程度的時(shí)候，影響系數(shù)的數(shù)值就會(huì)逐漸減小，導(dǎo)致膠砂的強(qiáng)度也會(huì)慢慢降低。在機(jī)制砂中石粉所占的比例也有一個(gè)影響系數(shù)，當(dāng)機(jī)制砂中的石粉所占的比例到相應(yīng)的范圍之后，它的影響系數(shù)的數(shù)值也會(huì)降低，使膠凝材料的抗壓強(qiáng)度減弱，從而導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度在一定程度上減弱。

3.3 石粉對(duì)水泥水化的促進(jìn)作用

根據(jù)相關(guān)的試驗(yàn)研究表明，盡管石粉是一種惰性原料，但是它在水泥發(fā)生水化反應(yīng)的過程中，會(huì)起到晶核作用，加快水泥的水化反應(yīng)速度，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度。

3.4 石粉對(duì)骨料的填充作用

在混凝土的生產(chǎn)過程中，石粉會(huì)發(fā)生微集料填充反應(yīng)，把骨料之間存在的空隙填充好，增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，從而保障了混凝土的強(qiáng)度。這種效果在標(biāo)號(hào)較低的混凝土中表現(xiàn)的更加顯著。因此施工所使用的機(jī)制砂中含有適量的石粉，可以增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度。

但是，在進(jìn)行混凝土制造的時(shí)候石粉的含量并不是越少越好，但也要注意不能過多，注意要控制好石粉的含量。前文提到了石粉含量的多少對(duì)混凝土造成的影響，下面根據(jù)石粉產(chǎn)生的影響，提出了幾點(diǎn)控制機(jī)制砂中石粉所占比例對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響的方法。首先，按照不一樣類型的機(jī)制砂，要把石粉的含量控制在合適的比例內(nèi)，既要保證機(jī)制砂中所含有的石粉可以代替混凝土中的部分膠凝材料，增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度以及促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)，又要讓石粉的含量不影響膠凝材料的強(qiáng)度。其次，要做好機(jī)制砂的分類存儲(chǔ)以及管理工作，機(jī)制砂制造出來以后要立即做好機(jī)制砂中石粉含量的檢測(cè)工作，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果中石粉的含量計(jì)算好所需要的外加劑的使用劑量，必須保證外加劑的穩(wěn)定性，從而提高混凝土的強(qiáng)度。最后，按照所選用的機(jī)制砂的種類，測(cè)量并計(jì)算好機(jī)制砂中石粉所占的比例對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響系數(shù)，結(jié)合石粉的含量計(jì)算出膠凝材料的強(qiáng)度，把活性膠凝材料的使用量調(diào)整到最好，這樣才能確保膠凝材料使用時(shí)的穩(wěn)定性，從而使混凝土的強(qiáng)度得到增強(qiáng)。

4 結(jié)語

總之，機(jī)制砂中石粉的含量會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度有較大的影響，只有含量適度才能增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，否則會(huì)致使混凝土的強(qiáng)度降低，導(dǎo)致施工的質(zhì)量受到影響，因此在進(jìn)行機(jī)制砂制造的時(shí)候要注意對(duì)石粉含量的進(jìn)行控制。

[1[余輝華.淺談機(jī)制砂中石粉含量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響[J].建筑.節(jié)能,2017(12):206-207.

[2]王青,江滿,徐港,趙娟,張斌.機(jī)制砂石粉含量對(duì)泵送混凝土強(qiáng)度的影響[J].預(yù)拌混凝土,2018(2):102-106.