摘要：目前，随着中国社会经济的快速发展，能源需求量也在逐渐增大，工业生产对自然资源的消耗也越来越多，导致中国出现了严重的资源短缺问题。而我国的预拌混凝土正在快速发展，随之而来的对粉煤灰、矿粉和砂的需求量也在快速增长，但是河砂资源已接近枯竭，所以应采用人工砂来替代天然砂，以便促进预拌混凝土技术的推广应用，降低预拌混凝土的加工成本，提高企业经济效益。基于此，本文简要地分析了粉煤灰、矿粉的掺入对预拌混凝土性能的影响，并重点研究了人工砂在预拌混凝土中的作用。
关键词：粉煤灰；矿粉；人工砂；预拌混凝土
近年来，随着基础设施建设的快速增长以及预拌混凝土的应用推广，人们对预拌混凝土的需求量也在不断增加。特别是最近，我国经济正在繁荣昌盛，城市化建设也在快速增多，增大了粉煤灰、矿粉及天然河沙的使用量，导致其中的河砂短缺问题也日益严重。所以，在预拌混凝土中，应逐渐加大人工砂的使用频率。
1 概述预拌混凝土
预拌混凝土是一种混凝土拌合物，它是由水、集料、水泥、矿物掺合料及外加剂等按一定比例组合而成的。在搅拌站，计量、拌制后，再通过特殊的运输车，在要求时间内，将其运输到使用地点。由于常作为商品进行出售，所以也可称为商品混凝土。集中搅拌混凝土有助于先进工艺技术的应用以及专业化生产管理的实施。其计量精确、设备有效利用率高，因此具有质量优异、成本低、材耗低及工效高的特点，而且还有利于劳动条件的改善，避免污染环境。
2 粉煤灰和矿粉的掺入影响预拌混凝土质量的情况
通过复合掺入粉煤灰和矿粉，可以发挥出“超叠加复合化效应”，使其各自的优势能充分发挥出来。预拌混凝土掺入粉煤灰后，会增强其使用性能。同时混合活性材料在水化时，会产生氢氧化钙及石膏，从而提高预拌混凝土的活性。掺加不同粒度和粒径的矿粉掺合物，能显著提高预拌混凝土的密实度，加快胶凝材料水化速度，降低预拌混凝土的孔隙率，使其微观结构更加均匀，从而提高其耐久性和力学性能。分析总结发现，具有以下几种影响：
（1）通过矿粉与粉煤灰的双掺，明显改善了预拌混凝土的使用性能，能更易方便施工；随着水泥量的不断减少，大幅降低了预拌混凝土的水化热，避免因水化热而导致的温差裂缝。
（2）这种双掺会降低预拌混凝土的早期强度，而总取代率处于30%至40%之间时，预拌混凝土会产生理想的后期强度。
（3）通过矿粉与粉煤灰的双掺，能提高预拌混凝土的密实度及耐久性。
（4）通过矿粉与粉煤灰掺入量的控制，既能提高预拌混凝土的质量，又减少了其成本投入。
（5）而矿粉与粉煤灰的掺入量过高时，由于活性材料的特性及水化反应，会严重影响预拌混凝土的加工，甚至引发重大质量事故。
3 在预拌混凝土中人工砂的影响
3.1 级配影响
人工砂颗粒的粒径一般小于300微米。在预拌混凝土配置的过程中，应将其细度模数控制为2.3至3.2，且中砂Ⅱ区最佳。对于0.75克/千克、MB小于1.4规格的人工砂，其主要成分是石粉，只含有少量的泥粉。而在人工砂中，石粉是一种惰性填充材料，会影响其密封性与抗渗性。人工砂表面粗糙、多孔且有棱角，利用水泥浆料较易粘连其与骨料，从而提高混凝土的强度，保证建筑的安全性。
3.2 石粉影响
作为自然砂的替代品，人工砂中的大部分颗粒的粒径都小于0.075毫米，它们主要包括石粉及粘性土质，一般控制其含量不高于15%。其中的石粉会严重影响预拌混凝土的流动性，其MB值比1.4大时，泥粉变为其主要成分，而过多的泥粉会降低混凝土强度，且会直接影响塌落度；其MB值比1.4小时，石粉含量变高，则影响会降低。具体在检验人工砂后，才能确定实际影响程度。检验通常会利用对人工砂质量的控制来展开，并用亚甲蓝法测试石粉含量。在混凝土预拌时，一般会进行高层泵送，则应改善其和易性。所以，在混凝土预拌时，可以加入适量的引气型外加剂，或加入适量的掺合料，以便提高拌合物的性能，保证工程的安全性。
3.3 影响流动性
与自然砂相比，人工砂疏松多孔、表面有棱角。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这些性质增大了砂粒摩擦，使其牢不可分，能降低预拌混凝土的流动性。所以，在人工砂中砾混凝土的配置中，在水胶不改变的前提下，能提高1%至2%的砾率，相较于天然砂，其用水量应增加5至10千克，从而更好地发挥人工砂的作用。为了提高混凝土的流动性，可以适当添加一些粉煤灰及磨细矿粉，同时还可以添加减水剂，进行引气。而且还需要测试拌合物的性能。此外，也需要开展损失实验，使其能满足施工要求。
4 在预拌混凝土中人工砂的应用
4.1 应用中的问题
（1）人工砂是自然砂的替代品，最近才出现，在加工制作中，也出现了许多问题：级配不稳定；未控制好泥粉与石粉的含量，存在不合规格的低质人工砂。
（2）在筛选时，会有废水生成，其中含有一些细沙，而在生产中，必须处理这些细沙。
（3）在加工砂时，泥粉和石粉的用量很难控制好，致使人工砂的规格无法统一，提高了预拌混凝土的难度。
4.2 解决策略
（1）应从源头上控制人工砂的生产，在进行岩石的筛选过程中，应在直接剔除掉粒径比5毫米大的颗粒后，二轮筛选才开始。
（2）通过废水中细沙的积累，也会产生较多细沙，所以也应将其充分利用，进行回收、处理及再利用。既能合理配置筛洗后的细沙，又可以使石粉含量与生产标准相符。
（3）生产人工砂的工厂应结合生产经验与实验结果，确定出最佳的石粉和泥粉配比，并在生产中，严格执行该配比标准，统一人工砂规格，增大其在预拌混凝土中的作用。
4.3 试验结果
目前，人工砂的生产还未形成统一的数据标准，所以生产者需要通过试验，得出可靠的结果。在预拌混凝土中，分别参入0%、20%、40%、60%的人工砂后，通过实验发现，其性能可以满足入泵坍落度大于100毫米的要求。在混凝土中，掺入20%的人工砂后，其抗压度比未掺人工砂的要低；掺入40%的人工砂后，其具有最高的抗压强度；掺入60%的人工砂后，其抗压强度会降低。
5 人工砂的作用
5.1 提高混凝土的使用性能
实践表明，在预拌混凝土中，掺入与标准相符的人工砂时，能明显提高其密实性与振捣性，并增强混凝土的抗拉、抗折及抗压能力，使混凝土能满足泵送要求。
5.2 降低成本
现在人工砂价格为40元至45元/立方米，比天然砂约便宜15元。在预拌混凝土中，用人工砂代替天然砂，可以节约成本，减少生产成本，为企业创造更多的利润。
5.3 节约资源
如今，天然砂已几乎被完全开发，采用人工砂替代天然砂，能实现对自然资源的节约，避免破坏生态环境，可以产生综合效益，与现代倡导的可持续发展理念相符。
6 结 语
总之，在预拌混凝土中，以合适的复合比掺入适量的粉煤灰及矿粉，充分发挥其优势互补的作用，以提高混凝土的基本性能，减少水泥用量，同时适当掺入人工砂，也有助于混凝土性能的提高，这些措施均有利于成本降低、资源节约及环境保护等，具有重要的社会及经济意义。
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论文作者:姚巧兰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：混凝土论文; 粉煤灰论文; 矿粉论文; 水化论文; 性能论文; 细沙论文; 粒径论文; 《基层建设》2018年第23期论文;