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閱讀 4154 次機制砂在預拌混凝土中的應用

摘要：針對目前本地天然砂的缺乏，我們通過大量實驗，針對機制砂在預拌混凝土應用過程中出現的一些問題進行分析。...

機制砂在預拌混凝土中的應用

田濤王永蛟

（陜西鐵凝建材有限責任公司，陜西渭南714000）

前言

隨著我國經濟飛速的發展，建設工程不斷增加，房地產業的快速發展，天然砂資源逐步減少，還有國家對環境的重視，天然砂的質量日益下降，還有市場價格成倍上漲，嚴重影響了混凝土的產品質量和技術發展，天然砂很難以滿足建筑行業持續發展需要，而機制砂的出現，不論是價格還是工作性能上都能代替天然砂。

機制砂又名叫人工砂，是巖石經除土機械破碎篩分制成，但粒徑小于4.75mm的巖石。機制砂表面粗糙，形狀不規則，而機制砂的形狀和細度模數還是很穩定的。機制砂表面粗糙可以增加膠凝材料和粗骨料握裹力和相互的粘結性。形狀不規則可以增加混凝土的密實性。我們通過模擬實驗和實際應用，機制砂的配制強度要高于天然砂混凝土配制強度。為了充分發揮機制砂在預拌混凝土中的優點和缺點，我們做了如下試驗：

一、試驗原材料

1、水泥：銅川秦嶺水泥有限公司生產的P·O42.5水泥，性能見表1

水泥品種

比表面積（m2/kg)

凝結時間（min)

抗折強度（MPa)

抗壓強度（MPa)

秦嶺

P·O42.5

345

初凝

終凝

28d

215

298

5.8

9.0

29.3

49.6

2、粉煤灰:山西風陵渡生產的F類Ⅱ級粉煤灰，性能見表2

細度（%）	需水比（%）	燒失量（%）	含水量（%）
18	102	2.5	0.1

3、機制砂：華縣西鐵料場生產的機制砂，性能見表3

石粉含量（%）

泥塊含量（%）

細度

模數

表觀

密度

松散堆積密度（m3/kg)

緊密密度（m3/kg)

壓碎指標

空隙率（%)

9.5

2.9

2660

1640

1840

18.6

4、天然砂本地天然砂，性能見表4

含泥量

（%）

泥塊含量

（%）

細度

模數

表觀

密度

松散堆積密度（m3/kg)

緊密密度（m3/kg)

2.8

0.4

2.5

2610

1480

1790

5、碎石：選用華縣料場成產的（5-26.5）mm碎石，性能見表5

含泥量（%）

表觀

密度

松散堆積密度（m3/kg)

針片狀含量（%）

壓碎值

空隙率（%)

2650

1520

6、外加劑：山西運城正元建材有限公司生產的高效聚羧酸鹽系減水劑，見表6

含固量（%）	密度（g/cm3)	凈漿流動度（mm）	減水率（%)
8.6	1.038	260	26

7 混凝土配合比表7

編號	標號	水泥	水	機制砂	碎石	粉煤灰	減水劑	砂率	水膠比
A1	C15	185	170	892	1047	100	5.7	46%	0.60
A2	C20	220	170	859	1050	95	6.5	45%	0.54
A3	C25	245	170	847	1036	95	7.1	45%	0.50
A4	C30	280	170	815	1037	90	8.1	44%	0.46
A5	C35	305	170	785	1041	90	8.7	43%	0.43
A6	C40	335	170	754	1041	90	9.8	42%	0.40
A7	C45	355	170	706	1059	100	10.5	40%	0.37
A8	C50	395	170	674	1054	95	11.8	39%	0.35

8天然砂配合比表8

編號	標號	水泥	水	天然砂	碎石	粉煤灰	減水劑	砂率	水膠比
B1	C15	185	170	834	1105	100	5.7	43	0.60
B2	C20	220	170	802	1107	95	6.5	42	0.54
B3	C25	245	170	791	1092	95	7.1	42	0.50
B4	C30	280	170	759	1093	90	8.1	41	0.46
B5	C35	305	170	731	1095	90	8.7	40	0.43
B6	C40	335	170	700	1095	90	9.8	39	0.40
B7	C45	355	170	671	1094	100	10.5	38	0.37
B8	C50	395	165	641	1092	95	11.8	37	0.34

9機制砂混凝土拌合物工作性及強度，性能見表9

編號	標號	坍落度（mm)	擴展度（mm）	和易性	3d（MPa)	7d（MPa)	28d（MPa)
A1	C15	170	370	差	10.6	16.3	22.7
A2	C20	180	380	差	13.4	18.5	28.2
A3	C25	190	400	良	16.7	23.2	34.4
A4	C30	200	430	良	20.8	31.4	40.2
A5	C35	210	460	優	22.7	33.6	43.8
A6	C40	210	475	優	26.9	38.6	49.7
A7	C45	210	490	優	29.4	40.1	53.4
A8	C50	220	530	優	36.2	48.3	63.1

10拌合物性能表10

編號	標號	坍落度（mm)	擴展度（mm）	和易性	3d（MPa)	7d（MPa)	28d（MPa)
B1	C15	190	440	良	9.8	14.6	20.5
B2	C20	200	450	優	11.6	17.4	24.3
B3	C25	200	460	優	14.3	21.7	32.1
B4	C30	210	500	優	18.8	29.7	38.1
B5	C35	210	520	優	21.4	31.2	41.5
B6	C40	220	540	優	25.4	36.7	46.1
B7	C45	220	550	優	28.4	39.8	50.1
B8	C50	220	580	優	34.8	45.6	59.4

混凝土配合比及性能檢驗

（1）混凝土配合比見表7

（2）混凝土拌合物工作性見表8

三、試驗結果分析

（1）通過表7、表8我們可以看到機制砂為天然砂配制的混凝土有相似的特點。雖然工作性能比天然砂稍差，但強度要比天然砂高。

（2）通過表7、表8中可以看出：隨著膠凝材料的增加，標號的提高，機制砂的工作性能也不斷在提高。

（3）從表7中可以看出在混凝土配比中機制砂的砂率要比天然砂配制的砂率高，適當的調整砂率，還要找到外加劑與機制砂的最佳摻量；也能提高機制砂的工作性能。總之，通過適當的調整，機制砂的工作性能完全能滿足預拌混凝土的技術要求。

四、經濟分析

從上述實驗和現實應用中，可以看出機制砂在預拌混凝土中的效果優于天然砂，而且機制砂價格每方約為65元，而對于天然砂來說，本地的天然砂價格在每方約為85元。由此，可以看出機制砂在價格上有明顯優勢。天然砂的開采也受到嚴重制約，機制砂資源豐富易得，且經濟效益可觀，為預拌混凝土節約大量成本。所以開展機制砂在預拌混凝土中研究應用勢在必行。同時，也是促進循環經濟發展的有利的措施之一。

五、結論

因機制砂是在固定場所生產，質量穩定可靠，不必擔心砂中含泥量和泥塊含量超標；機制砂的細度模數大，能減少用水量，提高混凝土砂率，可以增加混凝土的工作性。機制砂含有一定量的石粉，正好作為混凝土的摻合料。機制砂不但能增加混凝土的密實度。還能減少水泥節約成本，機制砂在預拌混凝土中的強度及耐久性都高于天然砂。目前已有國家標準可參照執行，對特殊用途的混凝土使用機制砂時應做相應的耐久性試驗。方可使用。

(本文來源：陜西省土木建筑學會文徑網絡：雷丹尹維維編輯劉真文徑審核)