機制砂品質好壞對混凝土質量的影響

      隨著我國經濟建設的進一步發展，混凝土的產量越來越大，隨之引起混凝土原材料天然砂的需求劇增。部分地區由于天然砂稀缺，機制砂被越來越廣泛地應用于各種混凝土工程。機制砂是把山石破碎成粒徑＜5mm的適合建筑使用的砂子。相比起天然砂，機制砂的顆粒特性在于表面粗糙，棱角多，顆粒較粗。質量不好的機制砂顆粒級配不均勻，級配差，顆粒之間的空隙率大。機制砂由于棱角多，不圓潤，表面積也比天然砂大。從時間和范圍來看，機制砂的大規模使用已成趨勢。但在機制砂使用含粉量的控制及其在混凝土中的作用在不同地區的認識差別很大。

      目前市場生產的機制砂細度模數在2.4～3.2，顆粒級配穩定，但大多表現出兩頭多中間少的情況，即大顆粒和細顆粒比較多，中間顆粒缺乏。機制砂應用于混凝土中，主要問題表現在新拌混凝土的單位需水量高，和易性難以控制，這主要是由于機制砂在破碎及粉磨過程中產生了裂隙、空隙或孔洞，相同砂率和單位用水量情況下，這些缺陷和細顆粒增大了機制砂的比表面積，吸附了更多的自由水，導致混凝土的坍落度降低，不利于配制泵送混凝土。

      經研究認為當配合比相同時，機制砂中石粉含量增大，混凝土的含氣量和坍落度線性減小，抗壓強度線性增大，與巖性無關。當機制砂中石粉含量＜5%時，石粉含量變化對砂漿工作性無不利影響；但當石粉含量＞5%時，隨機制砂中石粉含量的提高，砂漿的塑性黏度和屈服應力增大，顯著劣化砂漿的工作性能。

      混凝土拌合物是一個多相復合體系，理想的混凝土拌合物的狀態應該是粗骨料懸浮在由水泥砂漿組成的漿體中。在膠凝材料及粗細骨料用量不變的情況下，機制砂的細度模數越大、含粉量越低，用于包裹其表面所需的水泥漿數量就越少，但是相應的粗細集料所構成骨架的孔隙率越高，需要填充的水泥漿體越多。而機制砂的亞甲藍值主要用來評價粒徑＜0.080mm的顆粒對于外加劑的吸附性。因此機制砂的細度模數、含粉量及亞甲藍值對膠凝材料用量不同的不同等級混凝土的影響不同。

      對于各強度等級的混凝土，隨著機制砂細度模數的減小，含粉量的增加，混凝土外加劑摻量顯著增加，拌合物的坍落度、坍落擴展度均降低。理論上說，在膠凝材料用量和砂率不變的情況下，機制砂的細度模數減小，含粉量增加，則新拌混凝土的流動性下降，黏度增大，混凝土的強度降低。其原因是微細顆粒越多，表面積越大，隨著含粉量的增加，包裹粉體所需的水量增加，導致在固定用水量的條件下混凝土的黏滯性增加，從而混凝土的流動性降低。

      機制砂的品質對混凝土拌合物的性能及硬化后混凝土的力學性能有很大影響，但不同品質的機制砂對不同強度等級的混凝土影響不同。細度模數小、含粉量高、亞甲藍值高的機制砂適宜配制中低強度的混凝土，而細度模數大、含粉量低、亞甲藍值低的機制砂適宜配制中高強度的混凝土。使用優質的機制砂配制混凝土不僅能減少外加劑的使用量，同時能降低坍落度的損失。