高性能机制砂混凝土性能分析
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摘 要：随着我国基础设施的建设和发展，对于天然砂的需求已经满足不了目前的应用，而使用机制砂则成为日后的主要发展方向。在生产中，机制砂出现石粉的现象比较多，和天然砂的区别较大，且级配较低、表面有一定的粗糙，使得业内对机制砂的应用心存疑虑，不了解其性能。文章主要对机制砂的高性能进行分析和研究。
关键词：高性能；机制砂；混凝土性能；分析
中图分类号：U414.18 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）12-0158-02
机制砂具有较高的性能，我国对机制砂的研究有很长一段时间。随着混凝土结构过程的不断发展，工程中混凝土对施工的要去越来越高，尤其是特别重视耐久性的要求，而一些机制砂的发展跟不上其要求。
机制砂属于人工砂，主要是利用机械破碎来制作的，其粒径一般要在4.75 mm以下，且大多数的颜色为黑色和灰白色，含有一定的石粉，石粉的颗粒粒径一般在75 um以下。
对机制砂的研究，不仅对建筑交通等行业的发展非常有利，对于地区的经济建设也有一定的好处。
1 机制砂混凝土的分析
很多科研人员对机制砂以及天然砂做了很多研究和比较，分析了机制砂对混凝土的性能。其中，从机制砂的分析中，在许多配置低强度的混凝土中，是允许含有少量的石粉的。在水泥强度逐渐提高之后，这种低强度混凝土配置中，比较难以解决工作性差和强度富裕太大的矛盾。此时，机制砂含有的石粉，能够恰到好处的解决此问题，但是在高强度的混凝土中，需要对石粉进行控制，避免石粉影响到混凝土的稳定性和工作性。
对于机制砂混凝土中的强度，也是需要重点关注的，据有关资料显示，对于机制砂配制而成的混凝土和天然砂配制而成的混凝土，两者的强度比中前者较高，表现比较突出。从变形性能上分析，机制砂混凝土中的弹性模量和普通的混凝土相比，还是比较高的。这是由于机制砂具有粗糙的棱角，在砂浆中具有骨架作用，可以有效的限制水泥产生变形，同时也防止骨料之间的滑移，再加上人工机制砂和水泥石的粘结度较高，界面没有太多的孔隙，使得应力集中减少许多。机制砂中的石粉含量如果抬高，对于浆体体积就会增加许多，同时就使得骨架作用减少许多，最终使弹性模量降低。
我们可以把石粉作为活性填料，它能够有效的改善水泥石的孔隙，使得混凝土的抗渗性能比较良好。不过，石粉对于混凝土的抗冻性能并没有太多的优点，石粉的含量如果过高，混凝土的抗冻性会下降许多。
2 分析材料
本文分析水泥和骨料、河砂等，对新配制的混凝土的工作性能做以评价。其中水泥应用的是某省出产的某牌42.5级普通硅酸盐水泥，满足工程规定的标准和要求。对骨料的选择采用的是20 mm连续级配碎石，其含泥量在0.38%，压碎值在7.3%，表观密度在2 731 kg/m3，这是属于粗骨料性能。对于细骨料也是采用的是某省碎石场所生产的机制砂，这种砂主要是用石灰岩进行制作，长度大多呈现出棒状，其细度模数是3.2，石粉的含量为3.3%。而河砂主要是某地河道中砂，这种天然河砂的细度模数为2.53，对于粉煤灰所采用的是某公司生产的I级粉煤灰。粉煤灰的细度在检测中为1.7，小于标准要求12.0，需水比量检测后未94，小于标准要求的95等。
3 对结果进行分析
按照规定的要求和设计情况，相同条件下的机制砂和河砂的配制C50混凝土中，其测点7 d和28 d中的抗压强度如下。
材料的用量中：
水泥C50混凝土为480 kg/m-3；河砂为740 kg/m-3；碎石在1 100 kg/m-3；水为160 kg/m-3；粉煤灰为60 kg/m-3时；其坍落度为164 mm；7 d抗压强度为56.5 MPa；28 d抗压强度为59.8 MPa；对于水泥用量在480 kg/m-3；机制砂为674 kg/m-3；碎石为
1 100 kg/m-3；水为174 kg/m-3；当粉煤灰为4.97 kg/m-3时；其坍落度为160 mm。
抗压的强度中：
7 d为55.9 MPa；
28 d时为57.4 MPa。
由此可知，机制砂混凝土中的坍落度满足了一定的条件，其配制的混凝土拌合物的性能比较稳定，其抗压效果比较好，掺加粉煤灰的情况中，稍微小一点，但在28 d以后，都相应提高了许多。这说明掺加了粉煤灰之后，使得混凝土的性能更加稳定，这说明粉煤灰对于混凝土的强度有一定的优势。
然后，通过混合料对抗压的强度进行配制，对于机制砂中的石粉含量进行逐步的增加，来分析石粉含量对于机制砂混凝土的性能的影响以及强度等的影响。对于石粉含量中对抗压强度的分析中，砂中的石粉含量在5%时，其坍落度为2 cm，抗压的强度在7 d为42.8 MPa，28 d为54.5 MPa，砂中的石粉含量在10%时，坍落度为3 cm，抗压强度7 d为47.1 MPa，28 d中抗压强度为59.7 MPa，砂中石粉含量在15%，坍落度为4 cm，抗压强度在7 d时为49.3，28 d中抗压强度在60.9 MPa。从这个数据中，可以看出混凝土中的抗压强度都是随着石粉的不同情况而增加，而在石粉含量达到15%，混凝土中的28 d时抗压强度提高非常大。石粉含量达到了20%时，其混凝土的抗压强度就稍微下降。在这种情况下，通过实验可以得出，石粉的含量在20%的时候，其抗压的强度比较好，且具有较好的稳定性。
4 高性能机制砂混凝土性能的结论分析
石粉如果在不断的增加其含量时，使混凝土中的粘聚性不断增强，使拌合物的具有较高的稠度，进而使出现的离析情况得到明显改善。机制砂中的石粉含量如果控制得当，能够有效提高坍落度。石粉起到的作用较大，使得砂之间的摩擦不断减少，解决了混凝土的和易性等特点。在一些缺乏天然砂的地方，可以利用粉煤灰以及有关技术，进行配制C50机制砂混凝土，可以有效改善混凝土的性能，使混凝土具有较好的稳定性。
5 结 语
综上所述，机制砂混凝土具有较高的性能，在施工过程中要保证机制砂混凝土的性能得到充分的发挥，还应注意进场复验，使得机制砂的合格率得到加强，对于颗粒的级配和各种条件，进行质量上的控制。且要保证机制砂中不能有杂物，在搅拌的同时要延长时间，使混凝土的和易性得到加强。此外，机制砂的饱水性能较差，需要用混凝土罐车进行有效的保护运输，在施工中需要加强注意。
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