譚洞河

摘 要：基于應用機制砂參與混凝土拌合過程中存在的差異性問題，文章闡述了機制砂中的石粉巖性對混凝土性能產(chǎn)生的影響。此外，還分析了石粉含量發(fā)生變化會對混凝土性能產(chǎn)生哪些影響。具體內容包括：工作性影響、力學性能影響、長期耐久性影響以及體積穩(wěn)定性的影響。

關鍵詞：機制砂；石粉含量變化；混凝土力學性能；混凝土工作性

中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）06-0179-02

隨著我國市場經(jīng)濟發(fā)展進程的不斷加快，各項基礎設施日漸完善。目前，天然砂資源在我國的消耗量逐漸增多，各地區(qū)的天然砂資源使用殆盡。針對這種情況，文章提出機制砂在實際施工中的應用，認為石粉含量多少將對混凝土自身的性能帶來較大影響。機制砂中的石粉是通過機械破碎以及一定篩分后才能投入使用的，為保證其應用的穩(wěn)定性需要對其顆粒大小進行嚴格控制。天然砂也被稱作河砂，河砂中的石粉與機制砂中的石粉不同，其具有顆粒大的特點，這就意味著其很難發(fā)揮出實際的填充作用。文章探討的機制砂石粉中的細集料，就可以有效的改善這一混凝土拌合的 實際現(xiàn)狀。

1 工程概述

華潤水泥廠生產(chǎn)P·O42.5型號的水泥，其選用的石粉是0.075 mm的石灰?guī)r石粉。對于礦物摻合料，采用的是首鋼磨細?；郀t礦渣粉，Ⅱ級粉煤灰則是由深圳媽灣電廠提供的。其中，機制砂細集料主要來源于石灰?guī)r，并采用5～25 mm型號的粗集料，進行連續(xù)級配石灰?guī)r碎石[1]。

2 石粉巖性對機制砂混凝土性能的影響

機制砂生產(chǎn)水泥的過程是處在一個高堿環(huán)境中，其中的集料會發(fā)生弱化學反應，即被稱為堿集料反應。由于該機制砂石粉的所集料與混凝土配制采用的集料巖性一致，這就意味著該機制砂中的集料就是混凝土中的微集料。此外，因其具有一定的微弱活性可與水泥發(fā)生化學反應，所以微集料在混凝土施工中大多用于填充。

據(jù)相關人員表示，石灰石石粉在作為填充材料的過程中是在水灰比很低的水泥漿中進行的。如果在水膠比較高的水泥漿中，水化產(chǎn)物的體積是與石灰石石粉的填充料含量成正比的，這就意味著機制砂混凝土的強度是取決于膠空比受水化的程度。同時，相關學者認為石粉的巖性能夠為水泥的水化程度帶來一定的增強作用，這是石粉在反應過程中起到了晶核作用的原因[2]。

3 石粉含量對機制砂混凝土性能的影響

3.1 針對機制砂混凝土工作性的影響

石粉含量對機制砂混凝土性能的影響是隨著灰砂比的變化而變化的。

當灰砂含量比較大、水灰較小時，石粉含量的增加會使其稠度下降。

當灰砂含量較小且水灰較大時，石粉含量的增加就會使混凝土的異性反應和砂漿的使用性能得到改善。

當機制砂中小于0.08 mm的石粉對混凝土拌和的物理性能會產(chǎn)生的影響為，增大了固體表面積對水體積的比例。由于石粉是惰性的摻和料，其具有顆粒細小的特點，這就在很大程度上補充了混凝土所缺少的細顆粒，從而實現(xiàn)了減少了泌水性和離析反應的目的。

此外，當石粉與水泥進行混合后會形成柔軟的漿體，這就增加了混凝土的泥漿量。相關研究表明，石粉含量對機制砂混凝土的影響是存在一定限度的。當石粉含量超過了這個既定的限度，機制砂混凝土的用水量就會增加，從而使拌和物以及其他性能指標也隨之下降。由此可以得出，在生產(chǎn)水泥的過程中，機制砂混凝土取代河砂且沒有其他添加劑時，其工作性就會下降。在摻入高效的外加劑后，機制砂混凝土的工作性才會逐步得到改善[3]。

3.2 針對機制砂混凝土力學性能的影響

在該工程生產(chǎn)水泥的過程中，相較于河砂機制砂混凝土的強度更高，即使是僅是部分取代河砂，其具有的強度影響仍然存在。其中石粉含量的變化對機制砂混凝土強度的影響是比較復雜的。具體體現(xiàn)在，當石粉的含量介于10%～20%之間時。隨著石粉含量的增加，混凝土的強度變化呈下降趨勢，這是在坍落度相同的情況下增加了用水量的原因。

如果固定水膠比是0.6的情況下，石粉的含量從0增至20%，混凝土的抗壓強度是呈上升趨勢的。當混凝土水膠比是0.46時，機制砂混凝土的抗壓強度對石粉含量的變化并不敏感[4]。而當機制砂混凝土石粉的含量小于一定限度后，石粉的微集料就不能有效的填充骨料與水泥石之間的空隙，因而其強度達不到臨界值。如果石粉含量過高，就會使機制砂混凝土的密實性得不到保證，從而使其不能滿足生產(chǎn)對力學性能的要求。這種情況，就會使混凝土的粗顆粒減少，其對于骨架的作用就會削弱。與此同時，非活性的石粉就不具備膠結和水化的作用。而且，在生產(chǎn)水泥含量不變的情況下，石粉含量過高還會降低混凝土的強度和水泥漿。

3.3 針對機制砂混凝土長期耐久性的影響

機制砂中的石粉對于混凝土具有較強的保水性和粘聚性，還能在一定程度上避免泌水離析現(xiàn)象的發(fā)生。這就意味著其有利于水泥結構與施工界面的粘結過程，并有效地阻斷了滲透現(xiàn)象發(fā)生的可能性，從而使得機制砂混凝土的抗?jié)B性得到了很大程度的改進。具體的作用過程為：當機制砂中的石粉含量達到了15%時，混凝土的吸水性就會降低。當機制砂中的石粉含量超過了15%時，混凝土吸水性將呈逐漸遞增的趨勢。

此外，相關研究表明，利用石灰石粉、粉煤灰以及硅質石粉取代部分細集料后，混凝土中的孔隙總體積是與普通混凝土耐久性是一致的。這是因為100 nm以上的大孔徑孔隙體積得到了減小，其所發(fā)揮出的填充效應使得混凝土結構的密實性得到了增強。這就會在很大程度上阻止溶液在孔隙中進行流動、Ca（0H）2等大晶體沉積的形成以及過相關渡區(qū)的形成[5]。由此可以看出，這種方法也可以使混凝土的抗?jié)B性得到有效提升。機制砂中石粉能夠有效加強混凝土的抗凍性，具體來說是通過改善混凝土的毛細孔結構來實現(xiàn)的。但這一內容也需要對石粉含量進行嚴格控制才能得以實現(xiàn)。

3.4 針對機制砂混凝土體積穩(wěn)定性的影響

相關研究表明，當機制砂中石粉含量增加時，混凝土的收縮性能是呈下降趨勢的，而且機制砂的使用也會比河砂混凝土的收縮值要小。具體來說，當石粉的含量處于10%以下時，機制砂混凝土的干縮率是逐漸增大的且這一過程非常緩慢。當石粉的含量大于10%時，機制砂混凝土的干縮率是明顯增大的。這就意味著只有在石粉含量較高的情況下，才能使機制砂混凝土具備一定的干縮率作用。

此外，機制砂中的石粉顆粒要小于 75 μm，這樣才能使混凝土拌合物增加水泥漿的含量。當粒徑小于0.16 mm的石粉含量從15%增加到24%時，石粉含量增加量與混凝土的干縮率成正比。由此可以看出，與水膠相比石粉含量的增加對混凝土干縮的影響更大。

當機制砂中的石粉處在不同含量時，混凝土的干縮程度是呈遞增的性能趨勢的。把水膠比參與到石粉含量對混凝土性能的影響研究后，得出水膠比越大，其石粉的含量就越大，而混凝土的收縮程度也隨之增大。

當機制砂中的石粉含量再增加后，就會使其對混凝土收縮程度的影響更明顯。這是因為增加的石粉含量能夠在一定程度上加速水泥的水化程度和水化碳鋁酸鹽的形成，而且還會使減水劑的劑量增加。當水膠比是0.53時，機制砂中的石粉含量從0增加到了20%，混凝土在此過程中發(fā)生了緩慢變化[6]。將在這一過程中施加200 d的荷載壓力后，就會使混凝土水化率得到有效提高以及促進水化碳鋁酸鹽的形成。

4 應注意的問題

就目前來說，機制砂中石粉對混凝土的具體影響內容并不明朗。相關研究人員，過于注重石灰?guī)r石粉對混凝土的影響問題，這并不能全面的解決問題。因而，應擴大研究范圍對于其他巖性的機制砂進行研究。增加機制砂中的石粉對于混凝土長期耐久性影響的研究，遠沒有對其他性能進行的研究內容多。石粉與活性礦物質摻和料不同，其雖然具有一定的化學活性，但在混凝土的性能中仍然作為一種惰性填充料出現(xiàn)。因而，當機制砂中的石粉大量存在于混凝土中時，就會為其的耐久性帶來一定影響。由于混凝土材料使用的耐久性是直接決定工程施工質量的關鍵，相關研究人員要對這一內容進行更進一步的科學研究。機制砂中的石粉與混凝土的配合比設計與普通混凝土的配合方式相同，這就沒有完全的體現(xiàn)出應用石粉后的差異性。

上述內容都是行業(yè)相關人員未來進行科研攻關的具體問題。

5 結 語

綜上所述，要想控制河砂資源的使用問題，可通過廣泛應用機制砂來進行解決。機制砂中的石粉能夠有效避混凝土泌水性和離析現(xiàn)象的發(fā)生。然而，這一目標的實現(xiàn)，需要相關人員合理的控制石粉的使用含量。

具體來說，石粉含量的變化會對混凝土的工作性、力學性能、耐久性以及體積穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。此外，其對混凝土的影響還與水膠比、石粉顆粒大小有著密切聯(lián)系。研究表明，合理的控制機制砂中石粉的顆粒大小，是決定混凝土能夠成功填充水泥石與骨料之間縫隙的重要因素?，F(xiàn)階段，對于在混凝土拌合過程中應用機制砂的相關數(shù)據(jù)還不夠合理。要更快的推廣機制砂的應用范圍，還要對其石粉含量的變化情況進行更進一步的研究。

參考文獻：

[1] 杜鳳英，李海波，張秀芝.機制砂中石粉含量對混凝土性能的影響[J].商 品混凝土，2012，（6）.

[2] 王衛(wèi)東，王雨利.石粉對機制砂混凝土性能影響的研究現(xiàn)狀[J].商品混 凝土，2010，（5）.

[3] 張錦，嚴捍東.石粉含量對機制砂混凝土性能影響的試驗研究[J].貴州 大學學報（自然科學版），2014，（6）.

[4] 許德興，洪一粟，林小康.機制砂中石粉含量對混凝土性能的影響[J].江 西建材，2015，（12）.

[5] 劉戰(zhàn)鰲，周明凱，李北星.石粉對機制砂混凝土性能影響的研究進展[J].材料導報，2014，（19）.

[6] 范建鋒，耿長圣，左文鑾，等.機制砂中石粉含量對中低強度混凝土性能 的影響[J].商品混凝土，2013，（9）.