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摘要：机制砂可以满足建筑工程的施工需求，减少施工的能源消耗，有利于从资源消耗的源头解决资源短缺的问题。建筑工程的施工建设正在向绿色节能的施工需求转变，所使用的混凝土为自密实混凝土，有利于在施工的过程中实现资源的有效利用。自密实混凝土具有高流动性、较高的抗离析泌水性以及较高的抗劣化性能、抗压性能。机制砂的砂石粉含量对于自密实混凝土的质量和性能有较大的影响。本文将以配置C50混凝土为例，针对砂石粉的含量对于自密实混凝土的工作性能、力学性能、抗氯离子渗透能力的影响进行探究，
关键词：机制砂；砂石粉含量；混凝土性能
砂石粉是制作混凝土的重要材料，制作混凝土地材料在性质上分为两种，一种是天然砂，另一种是机制砂。由于天然砂在短时期之内不可再生，所以在建筑工程施工项目的混凝土制作过程中，使用的大部分都是机制砂。机制砂在实际的使用过程中，其含量对于自密实混凝土的性能有较大的影响。机制砂在制作的过程中会产生较多的石粉，适量的石粉会提升自密实混凝土的性能，可以将混凝土的配置实现优化。但是在目前的石粉制作自密实混凝土的发展阶段中，石粉的含量对于混凝土的性能研究还没有一个统一的意见，在石粉的作用上，还有着较大的争议。一方面观点认为石粉在混凝土的制作中会影响混凝土的工作性能，另一方面观点认为石粉的作用是给自密实混凝土增加颗粒间的润滑性，提升自密实混凝土的工作性能。可见机制砂的砂石含量对于自密实混凝土的性能的研究缺少系统的研究，需要对石粉含量与自密实混凝土的工作性能、力学性能、体积稳定性以及耐久性能之间的关系进行研究【1】。
1.原材料、试验配合比及方法
1.1原材料说明
（1）粉煤灰：某公司生产，为II级灰，细度为23.4%，烧失量为7.4%，需水量比为97%。
（2）水泥：某公司生产的42.5普通硅酸盐水泥，性能指标见表1。
（3）细骨料：由某地生产的石灰岩机制砂，细度模数为2.7~3.0，属于中砂范围。石粉含量为7%~11%，MB值为0.4。
（4）粗骨料：由某地生产的石灰岩碎石，由粒径为5mm~10mm和10mm~25mm两种规格按质量比4.5∶5.5搭配而成。
（5）减水剂：某公司生产的聚羧酸系减水剂，减水率为31%，固含量为22.5%。
1.2试验配合比
石粉含量对于自密实混凝土的性能影响的实验的基础表明，具体的C50自密实混凝土的配置比例确定如表2所示，研究了自密实混凝土的性能受到不同的石粉含量的影响。
表1 水泥的主要性能指标
1.3试验方法
进行C50的自密实混凝土受石粉含量的影响的试验，采用的是观察倒坍落度的试验方法，通过控制倒坍落度来评价混凝土的流动性以及填充性。在保证自密实混凝土拌合物的黏聚性以及保水性的前提下，用J环拓展度来进行自密实混凝土拌合物的间隙通过性试验。
2.试验结果与讨论
2.1石粉含量对机制砂自密实混凝土工作性能的影响
试验让不同石粉含量的自密实混凝土在固定的工作条件下，通过控制减水剂的计量来研究C50机制砂石粉含量对于自密实混凝土各项性能的影响，具体试验结果如表3所示。
通过表3的测试结果可见，石粉的含量的增加会使得自密实混凝土拌合物的包裹性得到提升。自密实混凝土拌合物的粘度上升就会导致其流速减慢。通过在自密实混凝土拌合物加入适量的减水剂来增加其流动性，在增加减水剂的过程中并没有影响自密实混凝土的使用性能，甚至提升了其使用性能。试验将不添加石粉的自密实混凝土拌合物与基准实验组进行对比，可以明确的是基准实验组的自密实混凝土拌合物具有更好的使用性能。考虑到自密实混凝土的间隙通过性，应合理控制石粉的使用量，将J环的拓展性控制在585mm，让自密实混凝土拌合物具有较好的使用性能【2】。
表3 不同石粉含量对C 机制砂自密实混凝土工作性能的影响
在自密实混凝土的拌合物中加入了石粉，可以提升水泥浆的整体粘度，提升了混凝土拌合物的黏聚性、包裹性。石粉的次要作用是起到了拌合物中材料之间的润滑作用，有效降低了自密实混凝土拌合物所用的骨料之间的摩擦，提升了混凝土的和易性【3】。
2.2石粉含量对机制砂自密实混凝土力学性能的影响
2.2.1石粉含量对机制砂自密实混凝土抗压强度的影响
如图1所示，C50机制砂自密实混凝土在不同的石粉含量条件下的抗压程度变化规律。从图中的显示结果可以看出，基准实验组的抗压程度与加入石粉的机制砂自密实混凝土拌合物实验组的抗压程度在前期均会呈现出降低的趋势。随着石粉的逐渐加入，混凝土的拌合物的抗压程度会随之升高。实验的结果表明，机制砂自密实混凝土拌合物的抗压程度在石粉加入的前期会受到不利影响，但是到了石粉加入的后期，机制砂混凝土拌合物的抗压程度会得到正面加强的作用。
石粉加入的前期与后期对于机制砂自密实混凝土拌合物的抗压程度会产生不同影响，其原因在于，实际的石粉加入量会导致水泥中的水分被石粉颗粒吸附，从而屏蔽了水泥与水分之间的接触程度，让水泥的整体的抗压功效有所降低。到了加入石粉的后期，机制砂混凝土拌合物之间的间隙会被石粉有效的填补，混凝土拌合物的总体孔隙率降低，其受到孔隙的危害风险就会降低，抗压的性能就会得到相应的提升。
2.2.2石粉含量对机制砂自密实混凝土动弹模量的影响
如图4所示，C50机制砂自密实混凝土拌合物的动弹模量在不同石粉含量条件之下的不同数据。根据表中的结果可见，C50机制砂自密实混凝土拌合物的动弹模量在石粉量的增加的前期降低，在石粉量逐渐加入的后期而提升。
呈现这样的试验结果对照，其原因是机制砂自密实混凝土拌合物的抗压程度会随着石粉含量的逐渐在上文的而不断提升，其主要原理在上文进行了相关论述。机制砂混凝土拌合物的抗压能力的提升会导致其动弹模量的升高。石粉加入起到的作用是提升机制砂混凝土的浆体含量，在没有达到与混凝土相适应的含量时，石粉不能起到良好的改善质量作用。可见，机制砂混凝土拌合物的动弹模量受到积极或是消极的影响都是由石粉的平衡含量所决定的。
2.3石粉含量对机制砂自密实混凝土收缩性能的影响
机制砂的自密实混凝土的收缩性能会对混凝土结构的整体稳定程度产生较大的影响。在机制砂自密实混凝土中加入不同剂量的石粉可以改善其稳定性。如图2所示，机制砂自密实混凝土的收缩性能受到加入的石粉含量的影响，呈现又快到慢的过程变化，在后期收缩性能的有效增长率逐渐呈现平稳的趋势。
图中显示结果为，机制砂混凝土拌合物的收缩性能会受到石粉加入的影响，在石粉用量的不同时期，混凝土的收缩性能会有不同的增长幅度。在混凝土中加入石粉用量的前期，混凝土拌合物的收缩性能会有较为明显的高涨幅，在石粉量逐渐升高的后期阶段，混凝土收缩性能的增长幅度减缓并呈现逐渐稳定的趋势。图2中所示结果的成因为，石粉的含量增大了混凝土总体粉体材料用量，需求量增大，增加了混凝土收缩；另一方面，石粉具有粉体填充效应，改善界面微观结构，增强了集料的限制作用。机制砂自密实混凝土的干缩性能变化，是由于这两方面因素的变化所导致的。
图2 不同石粉含量对C50机制砂自密实混凝土干缩的影响
2.4 石粉含量对机制砂自密实混凝土耐久性能的影响
2.4.1石粉含量对机制砂自密实混凝土抗氯离子渗透性能的影响
机制砂自密实混凝土的抗氯离子渗透性能关系着混凝土结构的整体稳定性以及抗渗透性。通过电通量的实验方法，测试得出的机制砂自密实混凝土的抗氯离子渗透性的试验结果见表5。表中数据可以表现出，随着石粉加入量的逐渐增加，混凝土的通电性随之增加。结果的成因为，混凝土拌合物中的结构较为紧实，加入的石粉会破坏混凝土拌合物内部结构的结构，对混凝土结构的抗氯离子性能产生了较大的影响。
2.4.2石粉含量对机制砂自密实混凝土抗碳化性能的影响
图3为石粉含量对机制砂自密实混凝土抗碳化性能的影响，从图中的变化曲线可以看出，机制砂自密实混凝土抗碳化性能在石粉加入量逐渐升高的过程中，前期升高，后期有明显降低趋势。
表5 不同石粉含量对C50机制砂自密实混凝土抗氯离子渗透性能的影响
图6 不同石粉含量对C50机制砂自密实混凝土抗碳化性能的影响
3.结语
根据以上的研究表明，对于机制砂自密实混凝土的使用，加入石粉可以增加混凝土拌合物的粘度，提升混凝土拌合物在施工过程中的整体性能。石粉的剂量在提升混凝土拌合物的抗压等性能，在前期会产生不利的影响，在后期的效果则会变得不明显，所以需要将石粉在C50机制砂自密实混凝土的含量控制在9％左右。
参考文献：
[1]姚楚康. 石粉特性对混凝土性能的影响研究[D].武汉理工大学，2014.
[2]耿权，师华，周新尧，罗思桥，尤加林，张珂，王枭.石粉含量对C55机制砂自密实混凝土性能的影响[J].粉煤灰综合利用，2018（02）：57-60.
[3]解嵩.机制砂石粉含量对自密实混凝土性能的影响[J].建材与装饰，2018（47）：32-33.
论文作者:梁健明
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/5
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