王丽香
浙江公路技师学院 310000
摘要：随着经济的飞速增长，也促使了我国建筑行业的蓬勃发展，而在项目建设过程中必不可少的一种材料就是混凝土，由于天然砂混凝土的开采受到了国家的保护，所以发展其他的能源迫在眉睫，因此就出现了机制砂混凝土。机制砂混凝土的制造在公路桥梁建设的发展中是必不可少的一部分。机制砂和天然砂生产出的混凝土在配比（石粉和混凝土比例），力学，持久性，施工性能等方面有所不同。在工程应用中由于天然砂开采受限所以在机制砂方面的研究很多，并且已经取得了很多的成果，虽然这些成果都有一定的价值但是在系统性和对比性上存在一些问题，不能使人更直观的了解机制砂原材料对混凝土性能的影响。本文将针对石粉的含量对混凝土强度造成的影响进行分析。
关键词：机制砂；石粉的添加含量；混凝土的强度
石粉是砂中粒径小于0.075mm的颗粒，石粉的在公路桥梁建设的使用长期以来是有争议的。在没有引入亚甲蓝试验方法以前，一般认为石粉是对商品混凝土有害的，因为缺乏科学的研究，人们都以为石粉不能作为添加剂加以利用。有的工程建设甚至不惜浪费时间、精力和资金来除掉砂中的石粉。到如今科学技术的发达，国内外专家研究后都认为，商品混凝土中加入适当的石粉是有益处的。
本文试验中使用的是岩石石块。在使用之前先将岩石表面的泥土清理干净再进行破碎防止泥土的含量影响实验的结果。为了不改变机制砂中石粉的含量和保持机制砂的原状岩石破碎后将不再进行冲洗。之前的试验表明，当机制砂颗粒的细度模数和颗粒级配达到规范的指标时，石粉的含量有了比较较大的变化，这就说明研究机制砂中石粉含量是探索影响混凝土质量的重要原因。
1试验过程
1.1试验材料
本试验使用的材料（包括水泥，粗骨料，细骨料，石灰石粉，矿物掺合料）都符合国家《公路混凝土工程施工质量验收标准》的要求。并且我将严肃对待有关资料中的试验方法进行本次试验。
市面上常见的混凝土分为C20和C50细度模数和含粉量都有所不同。会产生有害空隙导致水分挥发后混凝土的强度达不到要求。本文将通过研究石粉含量较高的C50混凝土来分析石粉含量对混凝土强度的影响。
（1）水泥：水泥使用的是抗压强度应该分别为7.9MPa和47.6MPa的普通P.O42.5级别硅酸盐的水泥，是普通的工用水泥。水泥的抗析压强度应为28d。
（2）粗骨料：应该选用16～25毫米和5～15毫米的级配碎石块并且按照3：2的比例将其混合成一堆为5～25毫米的碎石堆。
（3）细骨料：是石灰岩机制砂和天然河砂的混合物。调整天然河砂的级配使得与石灰岩机制砂的级配相似。
（4）石灰石粉：筛选石灰岩粉碎过程中小于等于75um的颗粒。
（5）矿物掺和材料：硅灰和二级粉煤灰。
（6）添加剂：高羧酸减水剂
1.2试验方法
试验中将按照《公路混凝土结构耐久性设计规范》中的要求来测试混凝土强度；通过《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中的方法来测试混凝土中抗氯离子渗透性能，主要用电通量法来做试验；按照《公路混凝土结构耐久性设计规范》相关规定和方法将采用（岩相法）测试碱骨料反应。
2实验结果与分析
2.1石粉含量对机制砂混凝土的强度影响
因为石粉是以碳酸钙为主的，加入含有碳酸改的石粉可以使得水化早期的钙矾石转化为单硫型硫铝酸钙，这样可以降低水泥石强度，同时碳酸钙可以和C3A发生水化反应形成的水化碳铝酸钙也可以增强商品混凝土的强度。
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通过试验，机制砂混凝土的抗压强度均高于河砂混凝土，由此可以得出，将机制砂混凝土用于铁路建设中的抗压强度是可以完全保证的。试验中随着石粉含量的逐步增加，混凝土各个时期的强度也在缓慢的增加，当石粉添加量达到百分之十六时，混凝土的强度开始下降，但下降幅度较小。我认为机制砂混凝土比河砂混凝土强度高的原因可能有以下几个方面：
（1）机制砂中砂的颗粒粗糙度较大，棱角性高，砂的圆滑度不高，这就会加大混凝土中颗粒与颗粒之间的摩擦力，机械咬合力大，从而提高机制砂混凝土的强度。
（2）一定程度的石粉量可以填充骨料之间空隙从而提高机制砂混凝土密实度。
2.1石粉含量对机制混砂混凝土坍落度的影响
由上一步试验可以得出河砂自身的特性就是颗粒圆滑，所以其颗粒间的摩擦力就越小，在实际施工过程中用水量小但是坍落度较大。而对于用水量较大的机制砂而言，表面粗糙，棱角性大，摩擦力大，坍落度较低。
而在桥梁建设过程中坍落度是至关重要的，所以试验中使用坍落度低的机制砂来进行实验。在试验过程中，当石粉含量升高时机制砂混凝土的扩展度和坍落度以抛物线的规律变化，先呈现上升的趋势，当石粉占比为百分之十时机制砂混凝土扩展度和坍落度都达到峰值，之后就因为混凝土中石粉含量大导致混凝土出现了黏聚性过大的原因，导致拌合时难度较大。当石粉含量低于一定值时，机制砂混凝土容易出现泌水，黏聚性不强的特征，从而影响了桥梁的坍落度。
2.3石粉含量对机制砂混凝土黏聚性的影响
在本试验中在机制砂混凝土中加入了一定量的硅灰和煤灰，它的含量将远远大于石粉含量，这样石粉作为掺合料掺入机制砂混凝土中，可以降低商品混凝土出现拌合物离析和泌水的情况，即使在石粉含量较低的情况下，混凝土的黏聚性也会有所改善，不会出现泌水或者黏聚性不强等问题，即使在后期混凝土硬化后，石粉吸收的水分会渐渐蒸发，不会对混凝土质量造成影响。
另外石粉颗粒可以弥补原机制砂的颗粒空隙，充当商品混凝土的填充料，增加商品混凝土的密实度，在机制砂中以滚珠的形式起着润滑的作用，提高了机制砂混凝土中的黏易性。
3结束语
以上我们通过试验过程研究了石粉含量对于机制砂混凝土的掺合性能，强度，坍落度，扩展性能，黏聚性的影响。虽然机制砂相比天然砂的用水量较大，但是机制砂颗粒间摩擦力大，在加入石粉添加剂后，由于石粉的作用可以降低混凝土流动性，增加它的黏滞性。研究结果得出机制砂混凝土的综合性能要比河砂混凝土的性能高出很多，满足了在公路建设过程中混凝土的质量要求。
试验表明随着石粉含量的增加，由于其颗粒小，在机制砂中起到了填充作用，从而增加了混凝土的紧实度。因为石粉具有很强的吸水性，所以在混凝土的制做时可以起到保水增稠的作用，即使在混凝土硬化后有害空隙的数量也不会增加。一定程度上增强了混凝土的强度。实验数据表明机制砂混凝土的扩展性和坍落性的变化呈现抛物线的规律，先增加后减少；会增加混凝土的强度。
根据试验中的数据我们发现把石粉含量控制在8%～16%.之间时，机制砂混凝土的和易性，强度都是最高的。所以我建议在机制砂混凝土的混合过程中把握好石粉的含量以达到公路混凝土质量的要求。这样既可以保证机制砂混凝土的质量又可以节约在施工过程中石粉的使用量，降低施工的成本。
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论文作者:王丽香
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/6
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