机制砂细度模数对水泥基材料工作性和强度的影响

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1、2Q!!生篁丝塑(璺差!Z!塑l江酉建挝廑旦硒塞机制砂细度模数对水泥基材料工作性和强度的影响●钟波一同济大学材料科学与工程学院。上海200092摘要：本文选取江西本地典型的机制砂，通过对机制砂进行筛分和适配性分析，主要研究了机制砂的细度模数对砂浆工作性和混凝土工作性及强度的影响，从而得出机制砂的合理细度模数。试验结果表明，细度模数对砂浆的扩展度影响不大，细度模数在2．8～3．0范围内，砂浆扩展度较好；随着细度模数的减小，混凝土的坍落度和扩展度均先增大后降低；混凝土7d、28d抗压强度也是先增大后降低。总体来说．细度模数对坍落度、

2、扩展度和各龄期抗压强度的影响不大，细度模数在2．8～3．0时，混凝土性能最好。关键词：机制砂细度模数水泥基材料工作性强度我国天然河砂资源分布不均、数量有限，多年基础建设使得作为原材料之一的天然河砂供应已无法完全满足需求，全国多个省市局部地区无砂可用。山砂、海砂越来越多作为河砂的替代品，但山砂资源有限、含泥量大，难以长期满足大规模生产和质量控制需要；海砂氯离子含量高，净化工艺复杂，制备成本高，应用范围受到严格限制；而机制砂来源广泛、制备工艺简单，受到混凝土行业的高度关注~l。2J。随着国家和地方对河砂“禁采”、“限采”政策的实施，

3、混凝土行业采用机制砂替代天然河砂制备混凝土将成为必然趋势。由于机制砂混凝土本身在力学性能、收缩与抗裂性以及耐久性能方面，能够达到甚至超过天然砂混凝土的水平，已经广泛应用于国家大型混凝土工程，比如三峡工程大坝及围堰、黄河小浪底工程大坝、渝怀铁路金洞隧道、旗号岭隧道等口J。因此使用机制砂在更多领域更大规模上更广泛地区应用将成为必然趋势。目前国内企业生产的机制砂表面粗糙，级配不完全合理，细度模数偏大。多数企业为减少机械磨损，降低生产成本，生产的机制砂细度模数多为3．1以上(粗砂)，而配制混凝土细度模数最好是2．5—3．0范围。另外，机

4、制砂的级配区最好为II区，各级筛余一定要符合标准要求，但有的企业根本不认识或重视此指标，使机制砂的优势无法体现，在人们对机制砂认识的初级阶段，机制砂企业自己给自己造成了阻力。本文针对江西本地砂源，与赣江河砂对比，研究机制砂细度模数对水泥砂浆工作性和混凝土工作性及强度的影响规律，为本地区机制砂的生产和应用提供技术支撑。1试验材料和试验方法1．1试验材料水泥：江西海螺水泥股份有限公司生产的P·042．5级水泥，比表面积为378m2／kg；粉煤灰：江西某电厂二级粉煤灰，45lJ,m筛余18．6％，需水量比为100％，密度是2．52kg

5、／m3；矿粉：新余钢铁厂冶炼生铁时排放的粒化高炉矿渣，密度为2．869／cm3，比表面积430m2／kg，28d活性指数97％，流动度比100％；粗骨料：试验用粗集料是高安5～31．5rnm连续级配碎石，表观密度为2710kg／m3，堆积密度为1560kg／m3，空隙率为42．5％，压碎值为7．6％；细骨料：河砂为赣江中砂，细度模数2．6，机制砂为萍乡和乐平的两厂家生产，均为碎石破碎筛分而成，其中萍乡机制砂为花岗岩机制砂，编号为PX，乐平机制砂为石灰岩机制砂，编号为LP，细度模数29，针片状含量6．O％，细骨料的主要性能指标见表

6、1；外加剂：江西迪特公司生产的聚羧酸系缓凝高效减水剂，减水剂含固量为7．50％，掺量1．8％时减水率20％。表1细骨料的主要性能指标松堆密孔隙率细度石粉含针片状MB压碎值编号度(kg／m3)(％)模数量(％)含量(％)值(％)PXl161041．43．55．27．0O．3519．1PX2162040．73．37．16．70．4017．4PX3161540．83．25．4680．4517．2PX4163040．33．O6．46．30．5018．5松堆密孔隙率细度石粉含针片状MB压碎值编号度(kg／m3)(％)模数量(％)含量(％)

7、值(％)PX5163540．12．95．O6．00．4513．7PX6162040．72．87．3640．5016．2PX7164039．92．67．26．5O．5515．0PX8165039．62．56．16．3O．5016．1HS158040．42．62．O16．6LPl162540．52．95．06O0．4513．11．2试验方法(1)试验配合比见表2。表2机制砂混凝土配合比强度等级水泥粉煤灰矿粉砂石外加剂水C30225705583310197．7170C6039050713107012．2165(2)机制砂砂浆工作性按照

8、《混凝土外加剂应用规范》(GB50119—2013)国家标准执行。(3)机制砂混凝土工作性的测定方法。按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB／1．50080—2002)规定的坍落度法测试混凝土拌合物的工作性。(4)机制砂混凝土力学性能的测定方法。试件尺寸