机制砂对自密实混凝土性能的综合影响.docx

          机制砂对自密实混凝土性能的综合影响                    摘要：在环保政策限制下，传统自密实混凝土细集料配制所使用的天然河砂不再可取，取而代之的则是由冲击破碎法等手段生产的机制砂，而由于机制砂产品多受原材料、生产工艺等因素影响，导致不同机制砂产品质量具有较大差异，且会对自密实混凝土的性能造成不同程度影响关键词：机制砂；自密实混凝土；力学性能；耐久性能为全面贯彻落实习近平主席生态文明思想的具体行动，使用机制砂代替天然砂，有效解决天然砂短缺及环境污染问题本文以某石灰岩机制砂产品为研究对象，研究了机制砂对自密实混凝土工作性能、力学性能、耐久性能的综合影响，其目的在于有效为自密实混凝土产品配制提供指导，并最终促进混凝土施工工艺的发展1试验材料与方法1.1材料本试验涉及材料包括水、胶凝材料、石、砂以及减水剂其中，水采用普通自来水；胶凝材料采用P·O42.5普通硅酸盐水泥，其比表面积为353 ，标准稠度为27.9%，7d抗压强度为40.3MPa，28d抗压强度为54.2MPa，烧失量为3.45%，初凝时间为218min，终凝时间为275min；石按照《自密实混凝土应用技术规程》使用5~20mm连续级配普通石灰岩碎石；砂分别采用天然河砂和机制砂，天然河砂主要成分为 ，细度模数为2.56，机制砂主要成分为 ，分为MS-8和MS-12两种，细度模数分别为2.86和2.66；减水剂采用聚羧酸系高性能减水剂，减水率为28%。

选用四种水灰比（0.48、0.44、0.38、0.34）和三种砂（RS、MS-8、MS-12）进行自密实混凝土性能试验，通过调节减水剂掺量将河砂自密实混凝土坍落扩展度调整至600mm左右，形成十二组对照试验1.2试验方法工作性能按照《自密实混凝土应用技术规程》、《自密实混凝土设计与施工指南》对自密实混凝土进行坍落扩展度、 试验、J环通过能力、L型仪通过率及V型漏斗流动时间试验力学性能按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》对自密实混凝土进行抗压强度检测和抗折强度检测，前者使用尺寸为100mm×100mm×100mm的立方体构件，后者使用100mm×100mm×400mm的棱柱体构件耐久性能分为抗氯离子渗透试验和碳化试验，前者使用混凝土快速氯离子迁移系数法，后者使用快速碳化试验法，遵循《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》2机制砂对自密实混凝土工作性能的影响2.1机制砂对自密实混凝土填充性的影响填充性指的是自密实混凝土拌合物在自身重力作用下能够均匀密实成型的性能根据上述对照试验，形成表1性能检测结果表1自密实混凝土填充性试验结果编号坍落扩展度（mm）坍落度（mm）（s）V型漏斗流动时间（s）J环通过能力L型仪通过率0.48-RS6152371.0112.12500.870.48-MS-85752381.6123.66250.790.48-MS-125902471.0317.53200.91044-RS5902701.4913.67350.810.44-MS-85652632.1016.14250.770.44-MS-125502702.9318.77100.840.38-RS6052771.2012.40600.780.38-MS-85702552.4215.49400.730.38-MS-125202432.6217.48300.820.34-RS7802811.0814.28450.950.34-MS-87452791.8117.01200.930.34-MS-127302831.5519.73200.95试验结果表明，相比河砂自密实混凝土，机制砂自密实混凝土的粘度较大，流动性较差，坍落扩展度降低5%左右，这是由于机制砂颗粒多棱角、表面粗糙，导致颗粒间的摩擦作用大，不利于混凝土的流动性。

同时，对比MS-12与MS-8两种机制砂自密实混凝土，MS-12组的坍落扩展度降低2%以上，这是由于机制砂内石粉的增加会提高混凝土体系内的粉体含量，导致所形成的浆体能够提升混凝土颗粒间的摩擦力，从而弥补机制砂在混凝土流动性方面的缺陷需注意的是，当石粉含量增加时，混凝土的需水量也会增加，因而会导致混凝土粘聚性提高在此基础上，对比不同水灰比情况下的机制砂自密实混凝土，以水灰比为0.48时混凝土用水量最大，即石粉吸收混凝土水分对混凝土流动性影响最小2.2机制砂对自密实混凝土间隙通过性能的影响由表1可知，机制砂自密实混凝土间隙通过性能均高于河砂自密实混凝土，且伴随石粉含量的增加，混凝土的间隙通过性能也随之提高同时，相较于河砂组，MS-8组和MS-12组的J环通过能力分别提高28%和50%，机制砂含有一定量的石粉，且石粉能够提升混凝土的粘聚性，从而提高颗粒的钢筋通过率3机制砂对自密实混凝土力学性能的影响3.1机制砂粒形对自密实混凝土力学性能的影响根据试验发现，机制砂自密实混凝土的力学性能优于河砂自密实混凝土其中，以0.44水灰比自密实混凝土为例，对照0.44-MS-8组和0.44-RS组，发现其28d抗压强度提高11%，28d抗折强度提高16%，90d抗压强度提高6%，90d抗折强度提高19%，即机制砂自密实混凝土抗折强度的提升要高于抗压强度的提升。

3.2机制砂石粉含量对自密实混凝土力学性能的影响根据试验发现，当机制砂石粉含量由8%变化为12%后，机制砂自密实混凝土的力学性能会有所降低，说明机制砂内的石粉不利于提高混凝土的力学性能其中，在7d、60d、90d龄期时，MS-12机制砂自密实混凝土的抗压强度比MS-8低3%，而28d龄期时则低7%同时，对于抗折强度，伴随龄期的增加，机制砂石粉含量对于自密实混凝土抗折强度的影响越来越高，当达到60d龄期时，MS-12组抗折强度比MS-8组抗折强度低6%4机制砂对自密实混凝土耐久性能的影响4.1机制砂对自密实混凝土抗氯离子渗透性能的影响根据试验发现，机制砂自密实混凝土的抗氯离子渗透性能优于河砂自密实混凝土，这是由于机制砂具有更好的颗粒堆积状态，能够与水泥浆体达到较好的粘结效果，从而提升混凝土的抗氯离子渗透性能同时，以12%石粉含量机制砂自密实混凝土的抗氯离子渗透性能较好，这是由于石粉能够使自密实混凝土非稳态氯离子迁移系数降低4.2机制砂对自密实混凝土碳化性能的影响根据试验发现，机制砂自密实混凝土碳化性能低于河砂自密实混凝土，这是因为机制砂粒形多粗糙不规则，使得颗粒堆积状态更加紧密，且能够与水泥浆体有效粘结。

同时，基于不同石粉含量，以12%石粉含量机制砂自密实混凝土的碳化性能最低，这是由于石粉能够在机制砂颗粒内发挥分散与填充作用，从而阻断混凝土的渗透通道5.结语通过分析机制砂对自密实混凝土性能的综合影响，发现机制砂会影响自密实混凝土的工作性能，但可利用适当提高石粉含量来弥补机制砂粒形方面的缺陷，同时，对比河砂自密实混凝土，机制砂自密实混凝土的力学性能和耐久性能均相对较高，且符合混凝土施工的基本要求，具有一定的推广价值参考文献：[1]洪靖,任虎,张帅琪,覃书豪.机制砂高强自密实混凝土长期力学性能研究[J].中国水运(下半月),2021,(06):148-149+152.[2]马冬哲.C30机制砂自密实混凝土的配合比优化研究[J].山西建筑,2020,(18):107-108.[3]董超.机制砂对自密实混凝土工作性能、力学性能及耐久性能的影响[D].导师：冯竟竟.山东农业大学,2020.  -全文完-。