人工砂对自密实混凝土的影响.docx

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1、人工砂对自密实混凝土性能的影响刘荣业（广州市广泓混凝土有限公司）摘要：本文目的是研究人工砂用于自密实混凝土中的可能性。研究了不同水灰比，不同浆体体积对使用人工砂的自密实混凝土新拌和硬化性能的影响，通过优化浆体材料和骨料的比例，测试了坍落扩展度，T500、抗压强度等性能。从结果中得到，相对高一些的浆体体积是使用人工砂自密实混凝土达到一定坍落扩展度的必要条件，使用本试验中的骨料最优配比可以得到较低或中等强度的自密实混凝土。关键词：自密实混凝土；人工砂；坍落扩展度。1引言自密实混凝土是一种高流动性不离析的混凝土，与普通混凝土相比，有以下性能特点：①

2、在新拌阶段，不需人工额外振捣密实，依靠自重充模、密实。②早龄期阶段，避免了原始缺陷的产生。③硬化后，具有足够的抗外部环境侵蚀的能力。在自密实混凝土中，60%-70%的体积是由骨料组成的。选择合适的骨料对于自密实混凝土的新拌和硬化性能有着重要的影响。骨料的性质如形状，质地和级配影响新拌混凝土的工作性、可泵性、泌水性能、离析性能；影响硬化混凝土的强度、收缩、徐变、密度、渗透性能和耐久性能。而细骨料的形状和质地比粗骨料的影响作用更大。河砂作为细骨料用在混凝土中已经几个世纪了，然而，对河砂的需求和损耗日益增长，伴随着的更加严格的限制河砂开采的政策的实

3、施，促使人们开始寻找河砂的替代品。人工砂、工业废渣、再生骨料等都被用来作为河砂的替代品。在这些替代品中，人工砂作为河砂的替代品得到越来越多的关注。人工砂是通过破碎石料而得到有较好级配的细骨料。人工砂与自然风化的砂粒相比，一般多棱角，并且有粗糙的表面。但是，通过合适的破碎技术，可以在可控条件下生产出具有立方体颗粒形状的级配一定的人工砂。人工砂含有较高的的细粉含量。通常，这些细粉都是岩石中的石粉组成的而不像天然砂中的淤泥或者粘土。在我国国标中，石粉含量（小于等于0.075μm的细颗粒含量）的最大值是不得多于10%，由于高含量的石粉的存在，人工砂对

4、砂浆的需水量和工作性影响很大。在相同条件下，配制相同坍落度的混凝土，机制砂比天然河砂需水量增加5-10Kg/m3。人工砂中的高含量的石粉由于颗粒间摩擦力的增大而增大了浆体的屈服应力和塑性粘度。细骨料对砂浆性能的影响在很大程度上依赖于浆体的体积。而增大浆体的体积可以减少甚至消除由于细骨料级配和形状较差而产生的反作用。另一方面，通过使用人工砂后，混凝土的力学性能和耐久性能得到了提高。对于自密实混凝土，高的粉体含量是获得新拌混凝土性能的必要条件。因此，含有大量石粉含量的人工砂可以代替河砂用于自密实混凝土。多余的石粉可以作为填料填充于自密实混凝土中。

5、然而，由于人工砂的高的需水量，在自密实混凝土中的使用的还是值得探讨的。虽然有很多研究已经用来指导人工砂在普通混凝土中使用。但是，对于在自密实混凝土中的使用研究的还是比较少。本论文就是通过颗粒堆积概念来找出粉体和骨料的最优配比。然后利用以上的最优配比，制备自密实混凝土，研究浆体体积和水灰比对使用人工砂的自密实混凝土的新拌性能和硬化性能的影响。2材料水泥采用普通硅酸盐水泥，粉煤灰应用F类II级，其化学组成和物理性质见表1。选用人工砂作为细骨料，粗骨料选用5-10mm，10-20mm的两种骨料组成连续级配。各种骨料的物理性能见表2。减水剂使用聚羧酸

6、系减水剂，固含量为20%。表1水泥化学组成及物理性质物料名称组分(％)密度(g/cm）)比表面积(m2/kg)烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2O水泥2.0820.014.984.8862.181.782.360.310.493.14350粉煤灰0.2160.5632.674.441.410.230.020.030.022.00155表2骨料的物理性能骨料种类表观密度（kg/m3）体积密度（kg/m3）孔隙率(%)吸水率(%)人工砂2650185027.630.05-10mm2800153045.40.3510-

7、20mm2780164040.10.223浆体和骨料的堆积最优化3.1浆体组成的最优化粉体颗粒的结合是通过颗粒堆积原理来进行选择的。其工作原理就是水加入到干的材料中去填充颗粒之间的孔隙，并且像润滑剂一样使颗粒之间更有效的进行堆积。填充完孔隙多余的水分存在于颗粒的表面并达到饱和极限。当水泥与粉煤灰的体积比为3:2时，得到最大的堆积密度，选用这种胶凝材组合作为后面试验的胶凝材用量。使用这种最优的胶凝材配比，用搅拌机在不同水灰比，不同外加剂掺量的情况下进行制备。减水剂最佳掺量是通过对胶凝材浆体的微型坍落度筒试验方法得到的，当浆体的流动度达到170±

8、10mm时，而不发生泌水的减水剂掺量被称为最佳掺量。3.2骨料结合的最优化很多研究已经显示，混凝土混合物的堆积密度和相应的新拌混凝土的流动性能是相关的。具有最大堆积