魏小紅

(黑龍江省交投集團(tuán)建設(shè)有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001)

1 機(jī)制砂里石粉的性質(zhì)及作用機(jī)理

雖然機(jī)制砂內(nèi)的石粉尺寸低于0.075 mm，但由于其和自然砂內(nèi)的泥粉性質(zhì)完全不一樣，機(jī)制砂內(nèi)的石粉形狀、細(xì)度類似于水泥，比表面積較小；機(jī)制砂內(nèi)石粉并無多余的粘土、頁巖和有機(jī)物等，很干凈且性能佳；而自然砂包含的泥粉通常會(huì)涵蓋粘土、有機(jī)物等物質(zhì)，其比表面積大且有膨脹性，性能差、不固定。

判別機(jī)制砂內(nèi)石粉質(zhì)量能通過MB亞甲藍(lán)來檢驗(yàn)，結(jié)果會(huì)發(fā)現(xiàn)石粉的亞甲藍(lán)系數(shù)并不會(huì)由于石粉多少的改變而產(chǎn)生變化；而自然砂內(nèi)泥粉的亞甲藍(lán)系數(shù)會(huì)因?yàn)槟喾鄱嗌俚脑黾佣兓?，相關(guān)性明顯。表明機(jī)制砂內(nèi)石粉并沒有膨脹性物質(zhì)，石粉干凈；但自然砂內(nèi)泥粉包含膨脹性物質(zhì)，質(zhì)量差，不固定。

機(jī)制砂內(nèi)石粉含量會(huì)超出10%，其不會(huì)影響到大部分混凝土。而自然砂內(nèi)泥粉會(huì)干擾混凝土強(qiáng)度、耐久性以及體積可靠性。機(jī)制砂內(nèi)石粉針對(duì)水泥混凝土表現(xiàn)出了增粘、潤(rùn)滑、回填、晶核、增大水化等作用。

2 原材料及測(cè)試方法

2.1 原材料

(1)水泥：選擇華潤(rùn)水泥(封開)有限公司生產(chǎn)的P.O42.5級(jí)水泥，28 d防折和防壓強(qiáng)度分別是9.4 MPa與52.6 MPa，其余物理性質(zhì)和化學(xué)成分如表1所示。

(2)細(xì)集料：機(jī)制砂選擇石灰?guī)r機(jī)制砂，為廣東省興寧市源成建業(yè)有限公司所生產(chǎn)，其中細(xì)度模量是2.9，石粉含量為4.5%，壓碎值為18%，外觀密度是2.68 kg/m3；河砂細(xì)度模數(shù)是2.78，外觀密度是2.66 kg/m3，泥含量0.6%。石粉是機(jī)制砂內(nèi)風(fēng)選擇石粉，粒徑<0.075 mm。

(3)粗集料：選擇廣東省五華縣福龍石場(chǎng)生產(chǎn)的5～25 mm連續(xù)級(jí)配碎石。

(4)降水劑：選擇江蘇超力建材科技有限公司制造的CPA-R減水劑。

水：自來水。

2.2 測(cè)試方法

(1)混凝土的抗壓與抗折強(qiáng)度測(cè)試。測(cè)試參考《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》(GB/T50081-2002)，抗壓標(biāo)準(zhǔn)試件大小是150×150×150 mm，抗折標(biāo)準(zhǔn)試件大小是150×150×550 mm。

(2)耐磨測(cè)試。測(cè)試參考《公路項(xiàng)目水泥混凝土測(cè)試規(guī)程》(JTJ 053-94)，標(biāo)準(zhǔn)試件大小是150×150×150 mm。

(3)界面顯微硬度檢測(cè)。選擇上海尚光顯微鏡公司制造的HXS-1000型自動(dòng)顯微硬度儀，試樣選擇尺寸為20×20×20 mm的立方體小塊件，把拋光外表的骨料埋進(jìn)水泥漿體內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28 d，再制樣、檢測(cè)。石粉采取外摻法，模擬混凝土測(cè)試中的石粉比例來摻入，水灰比固定是0.32。

3 測(cè)試結(jié)果及分析

3.1 水灰比對(duì)水泥混凝土耐磨性的作用

檢測(cè)對(duì)比例探究了不同水灰比對(duì)水泥混凝土耐磨性的作用，測(cè)試中采取外摻石料的途徑調(diào)節(jié)機(jī)制砂里石粉含量是7%。而且，為減少混凝土漿體含量對(duì)混凝土耐磨性的制約，在比較水灰比影響時(shí)，選擇等體積砂漿手段來調(diào)整。

通過研究發(fā)現(xiàn)，隨著水灰比的下降，不管是機(jī)制砂或者自然砂混凝土的抗壓強(qiáng)度都逐漸加大，磨耗值不斷下降。伴隨水灰比的不斷下降，硬化混凝土的密實(shí)度上升，界面過渡區(qū)得到改善，所以混凝土的強(qiáng)度增加，磨耗值下降。而且，在相同條件下，機(jī)制砂混凝土的強(qiáng)度和耐磨性都優(yōu)于自然砂混凝土，這是因?yàn)闄C(jī)制砂顆粒外表粗糙、多棱角，石粉顆粒和水泥石之中的界面黏結(jié)強(qiáng)度大，顆粒間機(jī)械結(jié)合力大，且機(jī)制砂里的石粉含量是7%，石粉在水泥混凝土中起到了填充效果，加大了混凝土的密實(shí)性，優(yōu)化了混凝土的界面性能，所以機(jī)制砂混凝土的強(qiáng)度和耐磨性都優(yōu)于自然砂混凝土。

3.2 砂率對(duì)水泥混凝土耐磨性的作用

以含量為7%的石粉為基準(zhǔn)，比較探究砂率改變對(duì)機(jī)制砂混凝土耐磨性的制約。能夠看出，伴隨砂率的不斷增多，混凝土的磨耗值加大，耐磨性下降，主要是由于伴隨砂率的上升，混凝土內(nèi)部漿體含量提升，粗集料的數(shù)量減少，混凝土的耐磨值加大。而且，砂率過低會(huì)制約水泥混凝土工作性，降低混凝土的密實(shí)性，惡化混凝土中孔結(jié)構(gòu)，影響混凝土耐磨性和強(qiáng)度的提升。

3.3 石粉含量對(duì)水泥混凝土耐磨性的作用

為比較機(jī)制砂里石粉對(duì)水泥混凝土耐磨性的作用，機(jī)制砂里的石粉選擇外摻法來調(diào)整。當(dāng)石粉含量少于10%時(shí)，伴隨機(jī)制砂里石粉含量的增多，機(jī)制砂混凝土的抗壓強(qiáng)度不斷提升，但是，當(dāng)石粉含量超過10%時(shí)，水泥混凝土的抗壓強(qiáng)度又稍微下降。而且，伴隨石粉含量的增多，混凝土耐磨值會(huì)不斷下降，特別是當(dāng)石粉含量維持在10%之內(nèi)時(shí)，水泥混凝土磨耗值隨著石粉含量增多下降幅度明顯，但當(dāng)石粉含量超過10%時(shí)，水泥混凝土的磨耗值又稍微提升，但幅度較小。機(jī)制砂里石粉對(duì)水泥混凝土耐磨性的作用有正負(fù)兩大效應(yīng)，正效應(yīng)是：機(jī)制砂里的石粉能夠完善混凝土內(nèi)部顆粒級(jí)配，提升水泥混凝土的密實(shí)性，優(yōu)化混凝土漿體孔結(jié)構(gòu)，提高混凝土界面過渡區(qū)的嚴(yán)密性，進(jìn)而提高混凝土的強(qiáng)度及耐磨性。負(fù)效應(yīng)是：隨著機(jī)制砂里石粉含量的增加，機(jī)制砂里漿體含量不斷提高，而混凝土的耐磨性關(guān)鍵是受到混凝土內(nèi)漿體的作用，但漿體含量太高時(shí)，將明顯下降混凝土的耐磨性，所以從增加混凝土漿體含量的方面來說，伴隨石粉含量的增加，水泥混凝土耐磨性將下降，機(jī)制砂里石粉正效應(yīng)起主導(dǎo)作用，能提升混凝土的耐磨性，但當(dāng)石粉含量超過10%時(shí)，石粉含量太高，機(jī)制砂里石粉負(fù)效應(yīng)作用越來越明顯，水泥混凝土耐磨性不斷下降。

4 結(jié) 論

(1)伴隨水灰比下降，不管是機(jī)制砂或者自然砂混凝土的抗壓強(qiáng)度都逐漸加大，磨耗值不斷下降，在相同條件下，機(jī)制砂混凝土的強(qiáng)度和耐磨性都優(yōu)于自然砂混凝土。

(2)隨著砂率的不斷增大，機(jī)制砂混凝土的耐磨性下降。

(3)當(dāng)石粉含量保持在10%之內(nèi)時(shí)，石粉含量的增多會(huì)減小機(jī)制砂混凝土的磨耗值，但是，當(dāng)石粉含量超過10%時(shí)，機(jī)制砂混凝土的磨耗值又會(huì)增大。

(4)機(jī)制砂內(nèi)石粉能夠有效改善水泥石和集料頁面過渡區(qū)效果，但當(dāng)石粉含量太高時(shí)，頁面過渡區(qū)的效果不再得到優(yōu)化，甚至產(chǎn)生劣化現(xiàn)象。