人工砂高性能混凝土配制技术研究

人工砂高性能混凝土配制技术研究

陈剑锋

黑龙江省七建建筑工程有限责任公司

摘要：混凝土是当前土木工程建设中的主要建筑材料之一，混凝土的强度是决定工程的质量以及稳定性的重要因素。所以在制配过程中，需要对原材料进行严格的分析，设计出合适的混凝土配合比，从而提高混凝土的性能。通过试验，分析了粉煤灰、石粉等掺合剂对人工砂高性能混凝土的影响，然后根据分析结构确定其掺入的含量范围，通过试验证明人工砂可以替代天然砂，且能够保障混凝土的性能。本文就人工砂高性能混凝土配制技术进行分析与研究。

关键词：人工砂；高性能混凝土；配介比；石粉

在混凝土中，我们采用的水泥是P·042·5级的普通水泥，选用的粉煤灰是Ⅱ级，碎石采用的最大粒径为20mm。通过人工砂与天然砂的物理性能比较，结果发现，二者均为Ⅱ去中砂，从堆积密度、表观密度、细度模数、石粉含量以及吸水率等各方面的性能来看，人工查都大于天然砂。

1试验结果与分析

1.1高密实人工砂混凝土试验结果与分析

通过对人工砂的物理性能的研究，我们决定采用密实堆积理念来制配人工砂高性能混凝土，研究表明，当浆体的用量为1.2、1.3、1.4…时，其水胶比为1.45、0.40、0.35…。由此看出，在配制人工砂高性能混凝土的过程中，水泥浆体的用量与水胶比成反比。

在设计人工砂高性能混凝土配合比的过程中，我们需要坚持一下几点原则：1）应该将混凝土的坍落度控制在180~220mm之间，在用水量不变的情况下，通过在混凝土中掺入减水剂来合理的调节混凝土的坍落度；2）需要合理的控制水泥的用量，将其用量控制在400kg/m3，这样才能够避免混凝土在工程中出现裂缝的情况；3）在混凝土中，需要在其中掺入适量的粉煤灰，并将其用量控制在胶凝材料总量的三成左右，以此来提高混凝土的耐久性；4）水的掺入量应该控制在170kg/m3左右。

1.1.1高密实混凝土试验结果

技术人员应该通过混凝土原材料的配合比来分析混凝土的耐久性、坍落度以及强度。

1.1.2人工砂高密实混凝土试验结果分析

(1)浆体用量对和易性的影响

在混凝土砂率恒定的情况下，当浆体的用量值为1.3时，混凝土的坍落度以及伸缩度表现效果最佳；当浆体的用量值为1.2时，混凝土的坍落度以及扩展度就会明显减小，造成这一现象的原因主要是由于混凝土中骨料的含量较多，而润滑浆体的用量相对较少，这就导致混凝土结构内的凝聚力相对较高；当浆体的用量为1.4时，虽然混凝土的和易性相对较高，但是由于水泥的用量比较多，一方面造成了经济成本的损失，另一方面影响到了混凝土的耐久性；当浆体的用量小于1.2时，由于混凝土中的骨料含量相对较多，其表面积不断增大，而浆体含量不够，这就导致混凝土的流动性不强，较为干涩。

(2)水胶比对和易性的影响

在混凝土砂率恒定的情况下，如果我们在混凝土当中掺入相同量的减水剂，那么混凝土的坍落度与扩展度就会随着水胶比的增大而不断增大，这就说明了在骨料恒定的情况下，混凝土的流动性、坍落度与扩展度都会随着水量的增加而不断提高，但是如果单位体积内混凝土的水量超过了设计的范围，那么此时的混凝土在投入使用时极容易出现离析或者泌水的现象。特别是在浆体用量小于1.2时，更容易出现这种现象。所以说，混凝土单位体积内，用水量直接影响到混凝土的和易性与耐久性。

(3)混凝土抗压强度分析

在抗压强度方而与大然砂相同，对于同一水胶比的混凝土，龄期与抗压强度的关系为:强度随龄期的增加而增加，在一定范围内，水泥浆量越多，混凝土的强度越高。W/C控制混凝土的早期强度，而水胶比主要控制混凝土的后期强度，这也是高浆量混凝土具有较高强度的原因。n等于1.21.3时的混凝土抗压强度可很好地满足施工的要求。n值相同时，混凝土的强度随水胶比的增大而降低。

人工砂由于表而粗糙，棱角多，在相同配合比，和易性相差不大的情况卜，所配制的混凝土28d抗压强度明显高于大然砂混凝土。

1.2不同粉煤灰掺量人工砂混凝土试验结果与分析

1.2.1粉煤灰掺量试验结果

研究不同粉煤灰掺量对人工砂高性能混凝土和易性和抗压强度的影响，通过不同的掺入量与配合比进行试验。

1.2.2不同粉煤灰掺量试验分析

当水胶比值为0.40时，混凝土中的材料都具有非常大的坍落度与扩展度，当我们在混凝土中不断掺入粉煤灰，此时混凝土中材料的坍落度与扩展度也就会逐渐减小。造成这一现象的原因是由于在粉煤灰中，其需水量相对较少，如果我们在混凝土中不断掺入粉煤灰，那么此时粉煤灰的细度就会小于水泥的细度，大于水泥的表面积，从而导致浆体变得浓稠。当我们不断增加粉煤灰的用量时，混凝土的3d、7d以及28d的强度都会逐渐随着粉煤灰产量的增加而逐渐降低。当混凝土的3d强度时此时是符合工程的施工要求的，当粉煤灰的掺入量在35~40%时，混凝土的28d强度与之相差不大。由此看来，在水胶比相对较小的情况下，混凝土早期的强度会随着水灰比的变化而变化，而后期的强度则会随着水胶比的变化而变化，如果粉煤灰掺入量站胶凝材料总量的35%，那么此时混凝土的抗压强度与和易性会保持在最佳状态。

1.3不同石粉含量人工砂混凝土试验结果与分析

通过改变人工砂中石粉含量研究对人工砂高性能混凝土和易性和抗压强度的影响。人工砂中的石粉通常是指小于0.075mm的颗粒，石粉主要是磨细的岩石粉末，与人工砂成分相同，在混凝土中主要起微集料作用。

通过对不同石粉含量试验分析，得到以下结论：

(1)人工砂中的石粉对混凝土拌合物的影响

在不掺石粉或石粉含量很低时，I}凝土出现泌水，随着石粉掺量的不断增大，和易性得到很大的改善，当增到巧%时，混凝土拌合物已表现出较粘的特性，坍落度和扩展度明显减少。这说明石粉的掺量对和易性有一个最佳的范围。这是因为石粉是一种惰性掺合料，细度小，可补充混凝土中缺少的细颗粒，增大粉体总量，在混凝土单位体积用水量不变的情况卜，增加混凝土的浆量和浆体粘稠性，从而减少了泌水和离析。

(2)人工砂中的石粉对混凝土力学性能的影响

对于掺加的石粉含量不同时，混凝土的3d和7d强度遵循着同样的发展规律，即先增大后减小，存在着一个最佳的范围，这是因为石粉是惰性材料，它没有活性，不参与水泥的水化，石粉中的微细颗粒进入水泥水化产物的晶体中起了一点微集料填充作用，能够增加混凝土的密实度，因而对强度的增加是有利的，当砂中的石粉含量达到12%时，混凝土强度开始小幅度卜降。

试验结果表明，综合对和易性和强度的影响，人工砂中的石粉含量控制在9%}12%左右较合适。

2结论

(1)人工砂高性能混凝土的配合比设计中胶凝材料总量不宜过多，以对和易性和强度有利。

(2)人工砂高性能混凝土的配合比设计中水胶比宜较低(最好在0.4以下)。

(3)粉煤灰掺量在胶凝材料中占35%时，人工砂高性能混凝土和易性和强度较好。

参考文献：

[1]邓兆勋.人工砂粉煤灰水工混凝土配合比设计研究[J].水利水电施工.2011(04)

[2]李政,刘娟红,王波,王胜永.粉煤灰对人工砂高性能混凝土性能的影响[J].粉煤灰综合利用.2006(04)