呂脫穎 高峰

【摘要】通過研究石粉含量對混凝土流動性、泌水率的影響，結(jié)果表明：石粉含量的最佳范圍為5%時，C40混凝土流動性較好，粉含量從0到10%泌水率下降的很明顯，石粉含量從10%到15%，泌水率降低的較少。粉煤灰的分散作用能提高機(jī)制砂混凝土拌合物的抗離析和抗泌水性能，對其流動性影響不大。

【關(guān)鍵詞】機(jī)制砂;石粉;自密實混凝土;擴(kuò)展度

【中圖分類號】TU525

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

在機(jī)制砂生產(chǎn)過程中，不可避免地要產(chǎn)生一定數(shù)量粒徑小于75μm的石粉，這也是機(jī)制砂與天然砂最明顯的區(qū)別之一。GB/T14684-2011《建筑用砂》對機(jī)制砂中的石粉含量規(guī)定強(qiáng)度等級低于C30、C30～C60、高于C60的混凝土用機(jī)制砂石粉含量分別為7%、5%、3%。實際上，機(jī)制砂生產(chǎn)中通常要產(chǎn)生10%～15%的石粉含量，甚至有的機(jī)制砂石粉含量高達(dá)20%以上。為了滿足規(guī)定的石粉含量要求，機(jī)制砂中過量的石粉必須通過水洗或風(fēng)選篩除，這不僅增加了機(jī)制砂的生產(chǎn)工序，降低機(jī)制砂的產(chǎn)量，提高了機(jī)制砂的生產(chǎn)成本，而且在水洗或風(fēng)選過程中，造成機(jī)制砂中細(xì)顆粒含量嚴(yán)重不足，破壞了機(jī)制砂原有的級配，對混凝土拌和物工作性影響較大，混凝土拌和物的工作性是保證混凝土澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵，因此本文研究機(jī)制砂石粉含量對混凝土拌合物工作性能的影響規(guī)律。

1、原材料與方法

水泥采用河北鼎鑫水泥有限公司生產(chǎn)的強(qiáng)度等級為42.5MPa的鼎鑫牌普通硅酸鹽水泥;機(jī)制砂為石灰?guī)r機(jī)制砂，細(xì)度模數(shù)為3.5，石粉含量5.6%，表觀密度為2900kg/m3;河砂細(xì)度模數(shù)為3.0，表觀密度為2520kg/m3，空隙率為41%;粗骨料采用5～25連續(xù)級配碎石，壓碎值為7.3，針片狀顆粒含量為4.0%，表觀密度為2730kg/m3;聚羧酸高性能減水劑為深圳邁地砼外加劑有限公司生產(chǎn);粉煤灰取自北京石景山熱電廠。

混凝土配比為水泥：砂：石：水：外加劑=430：589：1196：185：2.1，混凝土設(shè)計強(qiáng)度為C40，洗去機(jī)制砂中石粉，按0%、3%、5%、7%、10%、10%、15%比例添加石粉，測定石粉對混凝土流動性和泌水率的影響。

2、試驗結(jié)果與分析

2.1 石粉含量對混凝土流動性的影響

圖1為石粉含量對流動性變化曲線，由圖1可以看出，石粉含量在0到5%的范圍內(nèi)，坍落度隨石粉含量的增加而增加，當(dāng)石粉含量超過5%時，坍落度隨石粉含量的增加而減小。不過總體上來看，混凝土的坍落度變化不大，當(dāng)石粉含量為5%時，坍落度最佳。從當(dāng)時拌合的混凝土來看，隨石粉含量的增加，混凝土的粘聚性變好。

在機(jī)制砂混凝土體系中，適量的石粉并未降低混凝土的坍落度，其原因主要是石粉的細(xì)度接近于水泥的細(xì)度，石粉存在彌補(bǔ)了機(jī)制砂混凝土漿體材料不足的缺陷，彌補(bǔ)了機(jī)制砂表面粗糙的缺點，有利于減少機(jī)制砂與碎石之間的摩擦，改善混凝土拌和物的和易性;石粉含量的增加，必然會使包裹其用水量增加，石粉增加混凝土拌和物的流變性。但由于石粉的表面積遠(yuǎn)大于機(jī)制砂的表面積，它的引入會增加漿體的粘滯性，從而使混凝土拌和物的粘聚性增加，因此石粉含量的增加能夠減少機(jī)制砂混凝土的離析泌水現(xiàn)象[1]。

2.2 石粉含量對混凝土泌水率的影響

新拌混凝土的泌水使得混凝土表面含水量增大，硬化后表面混凝上的強(qiáng)度明顯低于下面混凝土的強(qiáng)度，甚至在表面產(chǎn)生大量容易剝落的“粉塵”，影響硬化水泥石與集料或鋼筋的粘結(jié)。由于機(jī)制砂顆粒具有棱角，流動阻力大，要達(dá)到相同的流動性需要較多的漿體潤滑，機(jī)制砂顆粒粗糙的表面特性也增加了對用水量和漿體的需求。水灰比的提高或漿體用量的增加最終都表現(xiàn)為混凝土用水量的增加，用水量大是混凝土泌水的根本原因，另外，為提高混凝土坍落度而過量摻用減水劑也會導(dǎo)致泌水[2]。

圖2為石粉含量對流動性影響，由圖2可以看出，用普通河砂時，混凝土的泌水率是5.62%，石粉含量為0時，混凝土的泌水率最大，可達(dá)到7.81%，石粉含量從0到10%泌水率下降的很明顯，其下降趨勢近乎為直線，石粉含量從10%到15%，泌水率降低的較少。由此可見，通常天然砂配制出混凝土工作性能較好，泌水率較小。但對于同條件下的機(jī)制砂，當(dāng)石粉含量較低時，很難配制出工作性很好的混凝土，機(jī)制砂由于顆粒形貌和級配不良，導(dǎo)致其配制出來的混凝土工作性能較差，而泌水率較高，但當(dāng)機(jī)制砂中含有一定數(shù)量石粉時，機(jī)制砂的工作性得到了很好的改善，其保水性明顯提高，泌水率降低。

2.3 粉煤灰對混凝土泌水率的影響

混凝土中增加水泥用量，摻入硅灰、礦渣和粉煤灰等火山灰質(zhì)摻合料也能減少泌水，采用較大比表面積的水泥也可以降低泌水量和泌水率。粉煤灰的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，其球狀形態(tài)效應(yīng)能夠起到分散和潤滑作用，減少水泥顆粒間水泥顆粒與骨料間的摩擦，改善混凝土的流動性;它的微細(xì)顆粒的填充優(yōu)化了混凝土的顆粒級配;粉煤灰的分散作用使水分均勻分散，提高了整個漿體的均勻性，從而提高拌合物的抗離析和抗泌水性能[3]。機(jī)制砂中石粉含量為5%時，研究粉煤灰的不同摻量對混凝土流動性和泌水性的影響，粉煤灰摻量分別為0、10%、20%、30%，坍落度變化不大，在180mm左右;不摻粉煤灰時，振動時泌水，摻10%、20%、30%時，不泌水。

結(jié)論：

對于C40混凝土機(jī)制砂中石粉含量的最佳范圍為5%左右，0到5%的范圍內(nèi)，坍落度隨石粉含量的增加而增加，當(dāng)石粉含量超過5%時，坍落度隨石粉含量的增加而減小;機(jī)制砂中含有一定數(shù)量石粉時，機(jī)制砂的工作性得到了很好的改善，其保水性明顯提高，泌水率降低，摻合料也能減少泌水。

參考文獻(xiàn)：

[1]高瑞軍，吳浩，王玲，姚燕.外摻機(jī)制砂石粉對水泥基材料流變性能的影響及機(jī)理[J].硅酸鹽通報，2019，38（04）：1080-1085.

[2]彭仁琛.淺析機(jī)制砂中石粉含量對混凝土性能的影響[J].福建建材，2020（01）：22-24.

作者簡介：

呂脫穎（1981-），女，陜西西安，工程師，主要從事建筑材料、工程檢測等領(lǐng)域工作。