毛鳳麗, 程 娜, 米永剛

(西京學(xué)院 土木工程學(xué)院，陜西 西安 710123)

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綠色建材機(jī)制砂在混凝土中應(yīng)用研究

毛鳳麗, 程 娜, 米永剛

(西京學(xué)院 土木工程學(xué)院，陜西 西安 710123)

用機(jī)制砂代替人工砂配制混凝土，由于機(jī)制砂表面粗糙可以增加膠凝材料和粗骨料握裹力及相互的粘結(jié)性，形狀不規(guī)則可以增加混凝土的密實(shí)性。研究表明：機(jī)制砂配制強(qiáng)度要高于天然砂混凝土配制強(qiáng)度。機(jī)制砂的出現(xiàn)，從市場(chǎng)價(jià)格和工作性能上都能代替天然砂。

機(jī)制砂；配合比；試驗(yàn)

1 引言

根據(jù)GB/T14684-2011 建設(shè)用砂標(biāo)準(zhǔn)，按產(chǎn)源可分為天然砂和人工砂兩類，人工砂又分機(jī)制砂和由機(jī)制砂與天然砂混合而成的混合砂[1，2]。隨著建設(shè)工程項(xiàng)目不斷增加，天然河砂需求量日益增加，但天然河砂資源又較為貧乏，加之天然砂的質(zhì)量日益下降，已經(jīng)嚴(yán)重影響了混凝土產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)發(fā)展，而機(jī)制砂的出現(xiàn)，不論是價(jià)格或工作性能上都能代替天然砂。這種綠色建材的使用為綠色建筑的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[2，3]，是未來(lái)建筑業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)。

機(jī)制砂又名人工砂，是巖石經(jīng)除土機(jī)械破碎篩分制粒徑小于4.75mm的巖石。機(jī)制砂表面粗糙因而可以增加膠凝材料和粗骨料握裹力和相互的粘結(jié)性，不規(guī)則形狀可以增加混凝土的密實(shí)性，但機(jī)制砂的形狀和細(xì)度模數(shù)是穩(wěn)定的，并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到，機(jī)制砂的配制強(qiáng)度要高于天然砂混凝土配制強(qiáng)度[4～6]。為了充分發(fā)揮機(jī)制砂在預(yù)拌混凝土中的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行一下實(shí)驗(yàn)研究。

2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)

(1)水泥，性能指標(biāo)見表1。

(2)粉煤灰。性能指標(biāo)：細(xì)度18%，需水比102%，燒失量2.5%，含水量0.1%。

表1 水泥主要性能指標(biāo)

(3)機(jī)制砂。性能指標(biāo)：石粉含量9.5%，泥塊含量0%，細(xì)度模數(shù)2.9，表觀密度2660 m3/kg，松散堆積密度1640 m3/kg，緊密密度1840 m3/kg，壓碎指標(biāo)18.6，空隙率38%。

(4)天然砂。性能指標(biāo)：含泥量2.8%，泥塊含量0.4%，細(xì)度模數(shù)2.5，表觀密度2610 m3/kg，松散堆積密度1480 m3/kg，緊密密度1790 m3/kg。

(5)碎石。性能指標(biāo)：含泥量0，表觀密度2650 m3/kg，松散堆積密度1520 m3/kg，針片狀含量6%，壓碎值11，空隙率43%。

(6)外加劑。性能指標(biāo)：含固量8.6%，密度1.038 g/cm3，凈漿流動(dòng)度260 mm，減水率26%。

3 用機(jī)制砂與天然砂配制不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土

配合比見下表2、表3。

表2 用機(jī)制砂配制的不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土

表3 用天然砂配制的不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土

4 用機(jī)制砂與天然砂配制不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土

工作性能及強(qiáng)度見表4、表5。

表4 機(jī)制砂配制的混凝土工作性能及強(qiáng)度

表5 天然砂配制的混凝土工作性能及強(qiáng)度

5 試驗(yàn)結(jié)果分析

(1)表4、表5可以看到機(jī)制砂與天然砂配制的混凝土相比，雖然工作性能比天然砂稍差，但是強(qiáng)度要比天然砂高。

(2)表4可見：隨著膠凝材料的增加，標(biāo)號(hào)的提高，機(jī)制砂的工作性能不斷在提高。

(3)從表2中可以看出同標(biāo)號(hào)的混凝土機(jī)制砂的砂率要比天然砂配制的砂率高，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整砂率，還要找到外加劑與機(jī)制砂的最佳摻量，也能提高機(jī)制砂的工作性能。

總之，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整可使機(jī)制砂的工作性能完全能滿足預(yù)拌混凝土的技術(shù)要求。

6 經(jīng)濟(jì)分析

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中看，機(jī)制砂在預(yù)拌混凝土中的效果優(yōu)于天然砂。在開采方面天然砂受到嚴(yán)重制約，而機(jī)制砂資源豐富易得，天然砂價(jià)格每方約為85元，比其有明顯優(yōu)勢(shì)，為預(yù)拌混凝土節(jié)約大量成本。所以開展機(jī)制砂在預(yù)拌混凝土中研究應(yīng)用勢(shì)在必行。同時(shí)，也是促進(jìn)綠色建材發(fā)展的有利措施之一。

7 結(jié)論

機(jī)制砂生產(chǎn)場(chǎng)所固定，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，不必?fù)?dān)心砂中含泥量和泥塊含量超標(biāo)。且其細(xì)度模數(shù)大，能減少用水量，提高混凝土砂率[7-8]，增加混凝土工作性。機(jī)制砂不但能增加混凝土的密實(shí)度，還能減少水泥節(jié)約成本，并且在預(yù)拌混凝土中的強(qiáng)度及耐久性都高于天然砂。目前已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可參照?qǐng)?zhí)行。

[1]中華人民共和國(guó)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB/T 14684- 2011,建筑用砂[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

[2]中華人民共和國(guó)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局..JGJ52-2006,普通混凝土用砂石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006．[3]孫澤田,楊樹桐.實(shí)現(xiàn)綠色混凝土的新途徑[J] .混凝土,2013(12):117～119．

[4]李鳳蘭,朱 倩,徐陽(yáng)洋.C45級(jí)原狀機(jī)制砂混凝土試驗(yàn)研究[J].混凝土,2010(2)：84～86．

[5]岳海軍,李北星,周明凱,等.水泥混凝土用機(jī)制砂的級(jí)配探討與試驗(yàn)[J].混凝土,2012(3):91～94．

[6]葉俊能,楊亞勤,徐文冰,等.管片用C50機(jī)制砂混凝土配合比設(shè)計(jì)及性能研究[J].施工技術(shù),2013,42(18) :62～65

[7]艾長(zhǎng)發(fā),彭 浩,胡 超,等.機(jī)制砂級(jí)配對(duì)混凝土性能的影響規(guī)律與作用效應(yīng)[J].混凝土,2013(1):73～76．

[8]胡曉曼,董獻(xiàn)國(guó).機(jī)制砂和細(xì)砂在 C60高性能混凝土中的研究[J].混凝土,2012(1):91～93．

2016-08-04

西京學(xué)院校級(jí)大創(chuàng)(編號(hào)：12715201637)

毛鳳麗(1994—)，女，西京學(xué)院 土木工程學(xué)院學(xué)生。

TU50

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1674-9944(2016)18-0134-02