中圖分類號：U414.1文獻標識碼：ADOl：10.13282/j.cnki.wccst.2025.01.004

文章編號：1673-4874（2025）01-0013-03

0 引言

廣西南寧一湛江高速公路工程沿線周邊的河砂與石灰?guī)r資源緊缺，而花崗巖資源豐富，但是與石灰?guī)r等優(yōu)質(zhì)混凝土集料相比，項目沿線周邊花崗巖集料存在云母含量較高、顆粒粒形差、針片狀含量高等缺點，導致實際利用率較低?；◢弾r機制砂中云母含量過高會引起混凝土單位用水量增加，對其工作性能造成不利影響，限制了其在工程中的應用[1-2]。云母呈層狀結(jié)構(gòu)，表面光滑、強度低以及比表面積大，其與水泥基漿體的黏接強度較低?！督ㄔO用砂》[4]要求砂中云母含量最大應≤2。廣西許多高速公路工程建設過程中，開挖出的花崗巖母巖的云母含量常較高，若因此將開挖料廢棄會對環(huán)境保護造成不良影響，同時采用技術(shù)手段降低機制砂云母含量產(chǎn)生的費用較高且效率較低。因此，研究如何在滿足混凝土性能要求的情況下，合理地將云母含量高的花崗巖機制砂用于工程建設具有重要意義。為此，本文依托南湛高速公路某項目部開展試驗，分析不同因素對高云母含量花崗巖機制砂混凝土坍落度和抗壓強度的影響規(guī)律。

1試驗材料與方案

該項目標段內(nèi)路塹邊坡開挖出的花崗巖軋制的機制砂云母含量較高，生產(chǎn)的部分機制砂中云母含量最高可達 3% ，已超過規(guī)范的限定值，不加處理無法直接用于混凝土生產(chǎn)。為了分析云母含量超標對混凝土造成的不利影響，研究合理的利用方法，對不同云母含量的混凝土進行了各項性能試驗，解決花崗巖機制砂在實際工程中的應用問題，并對花崗巖機制砂配合比設計影響因素進行分析。

1. 1 試驗材料

水泥的主要物理性能指標如表1所示。

細集料為 中砂，來源主要有兩種：（1）該項目碎石廠自產(chǎn)的含云母花崗巖機制砂，云母含量為3% ，細度模數(shù)為2.8，表觀密度為 ，石粉含量為 11.2% ，壓碎值指標為 14% ；（2）外購的石灰?guī)r機制砂，不含云母。粗集料為 碎石，取材于該項目碎石廠料場生產(chǎn)的花崗巖碎石，壓碎指標為 13.0% ，針片狀顆粒含量為 4.2% ，含泥量為 0.4% 。PCA聚羧酸減水劑，減水率為 20% 。

1.2 試驗方法

本試驗通過控制花崗巖與石灰?guī)r機制砂的混摻比例，調(diào)整不同試驗組中集料的云母含量，分析不同云母含量下混凝土性能的變化規(guī)律。

混凝土試驗參照相關(guān)規(guī)范[6-8進行，共設置5組對照試驗，每組混凝土的配合比及計算配合比分別如表2和表3所示。其中混凝土設計強度為 C35 ，坍落度值為 ，水膠比為0.45，砂率為 45% 。

表2 不同云母含量機制砂混凝土配合比表

2試驗結(jié)果分析

2.1混凝土拌和物性能分析

調(diào)整減水劑摻量，控制初始坍落度保持基本相同，控制用水量和水膠比不變，對比不同云母含量機制砂混凝土的坍落度試驗結(jié)果，如表4所示。由表4可知，機制砂中云母含量增加后，為了將各個試驗組的初始坍落度控制在相同值，減水劑的摻量也隨之提高。隨著花崗巖機制砂摻量的增加，細集料中云母含量也隨之提高，此時混凝土坍落度的損失也逐漸增大，當細集料全部為花崗巖機制砂時，A一4組混凝土坍落度損失較大，90min后僅為初始坍落度的 77.5% ，而 組則為 92.5% ，當兩種機制砂進行混摻后，坍落度損失有所緩解，A一1和A-2組的損失為初始坍落度的 87.5% ，A-3組為82.5% 。這種情況與云母含量高的花崗巖機制砂空隙率高和吸水率大等特點有關(guān)，由于花崗巖機制砂中游離狀態(tài)的云母顆粒呈薄片狀、粒形較差和比表面積較大，使得漿體中部分水分和減水劑被云母吸附而失去作用，從而使得用水量增加。通常，這種影響只限于游離狀態(tài)的云母顆粒，而附著在粗集料、機制砂表面的云母則不會使集料的比表面積增加。

2.2混凝土抗壓強度分析

不同云母含量的機制砂混凝土的抗壓強度試驗結(jié)果對比如表5所示。試驗組A一0相對于A一4的7d抗壓強度增大了 7% 、28d抗壓強度增大了 9.2% ，表明花崗巖機制砂混凝土的強度性能相對較差。同時，花崗巖機制砂混凝土還呈現(xiàn)出早期強度低，強度增長相對緩慢的特點。這種強度差異主要是由于云母為片狀結(jié)構(gòu)，容易剝離、強度低，混凝土中過高的云母含量會影響水泥漿體與砂石骨料的結(jié)合，阻礙水泥等膠凝材料和集料形成整體，導致高云母含量的混凝土強度降低。

2.3混凝土配合比設計分析

為研究合理的花崗巖機制砂混凝土配合比，試驗采用C35混凝土制備，其配合比具體如表6所示。B一0組為對照組（該組的細集料全部為石灰?guī)r機制砂），試驗組的細集料為花崗巖機制砂，其中B一1a組的試驗條件與對照組相同，B-1b和B-1c組在B-1a組的基礎(chǔ)上調(diào)整水泥摻量、改變水膠比制備而成； B-2a 和B-2b組調(diào)整砂率；B-3a組增加用水量和減水劑用量；B-3b組在B-3a 組的基礎(chǔ)上進一步降低了砂率。

由表6可以看出，對照組B一0組的混凝土坍落度、流動性和強度都較好，而同條件下的花崗巖機制砂混凝土B一1a的坍落度和流動性較差，難以滿足施工要求，并且前期抗壓強度相對較低。從B-1b組試驗結(jié)果可以看出，增加水泥用量、降低水膠比為0.43，能提高混凝土抗壓強度，但是落度和流動性依然難以滿足要求，同時提高水膠比對坍落度影響較小，表明單獨調(diào)整水膠比配制出的混凝土依然難以滿足要求。從B一2組試驗結(jié)果可以看出，調(diào)整砂率對坍落度有所影響，但是單獨降低砂率對坍落度的提高程度較小，難以滿足實際要求。B一3a組保持水膠比為0.45，增加了用水量與減水劑摻入量，使得水泥用量得到增加，同時機制砂用量相對減少，試驗得到的坍落度和強度都得到了提高；B-3b組在B-3a組的基礎(chǔ)上減小了砂率，試驗得到的坍落度和強度相對B-3a組都進一步得到了提高。這表明花崗巖機制砂通過增加用水量和減水劑量，并減少花崗巖機制砂用量配制混凝土，能合理地控制混凝土坍落度和抗壓強度滿足施工要求。

3結(jié)語

（1）含云母的花崗巖機制砂會將混凝土中部分水分和減水劑吸附而使其失去作用，細集料全部使用花崗巖機制砂時，坍落度損失較大，90min后僅為初始坍落度的77.5% ，而使用石灰?guī)r機制砂時則為 92.5% ，當使這兩種機制砂以 1：1 的比例進行混摻時則坍落度為初始落度的 87.5%。

（2）混凝土抗壓強度與云母含量為負相關(guān)，花崗巖機制砂中過高的云母含量會影響水泥漿體與砂石骨料的結(jié)合，導致混凝土強度降低。使用石灰?guī)r機制砂作為細集料時相對于使用花崗巖機制砂時的混凝土7d抗壓強度增大 7% ，28d抗壓強度增大了 9.2% 0

（3）使用花崗巖機制砂作為細集料時，可在保持水膠比一定的情況下通過增加單位用水量、減水劑量和水泥量，并適當降低砂率來保證混凝土坍落度和抗壓強度滿足要求。

參考文獻

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