機制砂和石粉的正確使用

1、機制砂及石粉的正確使用機制砂及石粉的正確使用機制砂的相關術語機制砂的相關術語機制砂機制砂 manufactured sandu巖石、尾礦或工業(yè)廢渣經除土處理，由機巖石、尾礦或工業(yè)廢渣經除土處理，由機械破碎、篩分制成的，粒徑小于械破碎、篩分制成的，粒徑小于4.75 mm4.75 mm的的顆粒，但不包括軟質、風化的顆粒，俗稱顆粒，但不包括軟質、風化的顆粒，俗稱人工砂。人工砂。 機制砂的相關術語機制砂的相關術語石粉含量石粉含量 fine contentfine contentu機制砂中粒徑小于機制砂中粒徑小于75m75m的顆粒含量。的顆粒含量。亞甲藍亞甲藍(MB)(MB)值值 methylene b

2、lue valuemethylene blue valueu用于判定機制砂中粒徑小于用于判定機制砂中粒徑小于75m75m顆粒的顆粒的吸吸附性能的指標附性能的指標。 河砂的技術特點河砂的技術特點u光滑的表面，粒形良好，吸水性相對較小。光滑的表面，粒形良好，吸水性相對較小。u如果細度、級配符合要求，則混凝土膠凝材如果細度、級配符合要求，則混凝土膠凝材料用量與單方用水量容易控制料用量與單方用水量容易控制。u但如果但如果級配不合理，且過細、含泥量多則影級配不合理，且過細、含泥量多則影響混凝土強度與體積穩(wěn)定性響混凝土強度與體積穩(wěn)定性。機制砂的缺點機制砂的缺點u相對于河砂，粒形不夠圓滑，相對于河砂，粒形不

3、夠圓滑，顆粒尖顆粒尖銳有棱角銳有棱角 。u表面粗糙，同樣砂率時表面積較大。表面粗糙，同樣砂率時表面積較大。u總體看吸水性大于河砂?？傮w看吸水性大于河砂。機制砂混凝土性能特征機制砂混凝土性能特征u人工砂與河砂相比人工砂與河砂相比, , 由于有一定數(shù)量的由于有一定數(shù)量的石粉石粉, , 使得人工砂混凝土的和易性得到使得人工砂混凝土的和易性得到改善改善。u適量的石粉可以起到填充作用，有利于適量的石粉可以起到填充作用，有利于機制砂混凝土強度提高，但不同強度等機制砂混凝土強度提高，但不同強度等級機制砂混凝土對應最佳石粉含量不級機制砂混凝土對應最佳石粉含量不同同 。機制砂混凝土性能特征機制砂混凝土性能特征u

4、對于體積穩(wěn)定性的影響研究結論不一致，這對于體積穩(wěn)定性的影響研究結論不一致，這主要是因為機制砂的品種多樣主要是因為機制砂的品種多樣。總體而言與對。總體而言與對混凝土單位體積用水量的影響有關。混凝土單位體積用水量的影響有關。對于混凝對于混凝土開裂敏感性而言，具有一定量的石粉，對抗土開裂敏感性而言，具有一定量的石粉，對抗開裂有利。與保水性提高，抗?jié)B性提高有關。開裂有利。與保水性提高，抗?jié)B性提高有關。幾個相關問題的討論幾個相關問題的討論石石 粉粉u石粉也是小于石粉也是小于75m 75m 的顆粒，但石粉與天的顆粒，但石粉與天然砂中的泥成分不同、粒徑分布不同、在然砂中的泥成分不同、粒徑分布不同、在混凝土中

5、所起的作用亦不同，混凝土中所起的作用亦不同，石粉與機制石粉與機制砂化學成分相同，適量石粉對混凝土是有砂化學成分相同，適量石粉對混凝土是有益的益的。現(xiàn)代混凝土設計理念強調骨料之間?，F(xiàn)代混凝土設計理念強調骨料之間空隙最小，密實度最高?？障蹲钚?，密實度最高。 幾個相關問題的討論幾個相關問題的討論石石 粉粉石粉含量（%）051015202530鈣質河卵石粉0.250.50.60.75 0.7511硅質石粉0.2511.251.51.75 1.752鈣質山砂石粉0.250.50.50.50.50.50.75名稱礦物種類及含量（%）石英鉀長石斜長石方解石白云石粘土礦物鈣質河卵石粉4.02.358.635.

6、1硅質石粉60.939.1鈣質山砂石粉3.20.30.48115.1不同種類石粉含量與MB值的關系幾個相關問題的討論幾個相關問題的討論石石 粉粉石粉含量（%）051015202530鈣質河卵石粉0.250.50.60.75 0.7511硅質石粉0.2511.251.51.75 1.752鈣質山砂石粉0.250.50.50.50.50.50.75名稱礦物種類及含量（%）石英鉀長石斜長石方解石白云石粘土礦物鈣質河卵石粉4.02.358.635.1硅質石粉60.939.1鈣質山砂石粉3.20.30.48115.1不同種類石粉含量與MB值的關系幾個相關問題的討論幾個相關問題的討論石石 粉粉u人工砂中石

7、粉含量和MB值之間并沒有相關性，即決定人工砂MB值大小的不是其中石粉含量，主要和石粉的礦物成分有關。u硅質石粉比河卵石和鈣質石粉對人工砂MB值的影響更大。u人工砂MB值受細粉中SiO2和Al2O3含量的影響，即人工砂MB值與高嶺土類礦物含量有關系。u石粉的細度對其MB值沒有影響。u不同地區(qū)人工砂MB值不能完全反映出細粉的含量和礦物成分，要想限制人工砂中粘土類物質的含量需要用石粉含量和MB值兩個指標共同控制。幾個相關問題的討論幾個相關問題的討論石石 粉粉u配制中低強度等級混凝土時很難解決強度配制中低強度等級混凝土時很難解決強度富裕過大與工作性之間的矛盾富裕過大與工作性之間的矛盾, , 人工砂中人

8、工砂中的石粉很好地解決了這個矛盾的石粉很好地解決了這個矛盾, , 即在低水即在低水泥用量情況下泥用量情況下, , 配制出工作性符合要求的配制出工作性符合要求的混凝土。混凝土。幾個相關問題的討論幾個相關問題的討論石石 粉粉u機制砂中含有的石粉機制砂中含有的石粉, ,具有充填空隙、具有充填空隙、包裹砂粒表面、降低骨料間內阻力的作包裹砂粒表面、降低骨料間內阻力的作用用, ,使混凝土容易振搗密實使混凝土容易振搗密實, ,從而提高混從而提高混凝土的抗?jié)B性和耐久性。凝土的抗?jié)B性和耐久性?；炷恋膯挝换炷恋膯挝幻芏入S著石粉含量的增加而提高密度隨著石粉含量的增加而提高, ,其孔其孔隙則隨著石粉含量的增加而降

9、低。隙則隨著石粉含量的增加而降低。幾個相關問題的討論幾個相關問題的討論石石 粉粉MB值0.51.01.52.02.5流動度(mm)197185175172165坍落度(mm)22016012590砂漿28d強度(MPa)55.554.5525046.8混凝土28d強度(MPa)60.550.248.746.2砂漿的28d干縮值(mm)0.1070.1130.1270.1400.147C60混凝土125次凍融循環(huán)后質量損失（%）2.863.214.355.62C60混凝土125次凍融循環(huán)后相對動彈性模量(%)70.365.355.748.6C60混凝土氯離子擴散系數(shù)(10-12m2/s)1.08

10、1.23.595.78幾個相關問題的討論幾個相關問題的討論石石 粉粉u當人工砂MB值0.5時，石粉中吸附性的粘土類物質很少，可以起到減水作用，用在混凝土中效果最好，可以用在C60及以上混凝土中。u0.5 MB 1.0時，人工砂中會含有少量的粘土類物質，對混凝土性能影響不明顯，還能改善混凝土的和易性，可用在C30C55混凝土中。u1.0 MB 1.4時，石粉中含有較多的粘土類物質，對混凝土用水量有一定的影響，但并不影響混凝土的質量，可以正常使用，用于C25及以下的混凝土中，還能避免低強度等級混凝土中膠凝材料用量較少和易性差的問題，使強度和耐久性達到保證。uMB1.4時，石粉在粘土類物質含量很多，

11、用于混凝土中對其工作性帶來很大的不利影響，影響強度和耐久性。幾個相關問題的討論幾個相關問題的討論有效水膠比有效水膠比u為什么一般情況下，用人工砂比天然砂為什么一般情況下，用人工砂比天然砂混凝土水灰比放大混凝土水灰比放大0.05 0.05 后，配制的混后，配制的混凝土強度不但不降，反有提高？凝土強度不但不降，反有提高？ 幾個相關問題的討論幾個相關問題的討論有效水膠比有效水膠比u有效水膠比有效水膠比 (water to binder ratio(water to binder ratio，w/bw/b) ) ：混凝土中骨料飽和面干含水量以外的用混凝土中骨料飽和面干含水量以外的用水量與膠凝材料總量的

12、質量比。水量與膠凝材料總量的質量比。 飽和面干試模和試驗飽和面干試模和試驗砂子含水的三種狀態(tài)砂子含水的三種狀態(tài)天然砂幾個相關問題的討論幾個相關問題的討論有效水膠比有效水膠比u張裕民等人做過機制砂與天然砂的電鏡分析，張裕民等人做過機制砂與天然砂的電鏡分析，觀察發(fā)現(xiàn)石灰石質人工砂與水泥水化凝膠間觀察發(fā)現(xiàn)石灰石質人工砂與水泥水化凝膠間結合緊密，界面處無裂縫結合緊密，界面處無裂縫 。而天然砂與水而天然砂與水泥水化界面多有裂縫，泥水化界面多有裂縫，16 16 張照片中，有張照片中，有14 14 張界面有裂縫。有的寬度達張界面有裂縫。有的寬度達1 12m2m。 幾個相關問題的討論幾個相關問題的討論機制砂的

13、復雜性機制砂的復雜性u不同巖石種類機制砂性質相差很大，例不同巖石種類機制砂性質相差很大，例如玄武巖吸水率就大于石灰?guī)r。如玄武巖吸水率就大于石灰?guī)r。u即便同一巖石種類的機制砂，即便同一巖石種類的機制砂，由于加工由于加工工藝不同，級配、粒形相差很大，可能工藝不同，級配、粒形相差很大，可能表現(xiàn)出完全不同的混凝土性能表現(xiàn)出完全不同的混凝土性能。機制砂混凝土配合比選擇的原則機制砂混凝土配合比選擇的原則u關于細度模數(shù)，機制砂宜取關于細度模數(shù)，機制砂宜取2.6-3.02.6-3.0，不，不宜大于宜大于3.13.1。u關于級配建議在關于級配建議在區(qū)為宜?？障堵室丝刂茀^(qū)為宜?？障堵室丝刂圃谠?2%42%以下。以

14、下。機制砂混凝土配合比選擇的原則機制砂混凝土配合比選擇的原則u對于中低強度等級混凝土對于中低強度等級混凝土，硅質石粉可以，硅質石粉可以控制在控制在7%7%以下；鈣質石粉可以取以下；鈣質石粉可以取10-15%10-15%，以控制水泥、粉煤灰、礦渣粉用量。以控制水泥、粉煤灰、礦渣粉用量。u對于高等級混凝土對于高等級混凝土, , 硅質石粉含量宜嚴格硅質石粉含量宜嚴格控制控制, , 如果是鈣質石粉含量可以控制在如果是鈣質石粉含量可以控制在7-7-10%10%，對降低拌合物粘性具有顯著效果。，對降低拌合物粘性具有顯著效果。 機制砂混凝土配合比選擇的原則機制砂混凝土配合比選擇的原則u機制砂具有堿活性時機制

15、砂具有堿活性時，混凝土礦物摻合料，混凝土礦物摻合料占膠凝材料比例宜為粉煤灰摻量不低于占膠凝材料比例宜為粉煤灰摻量不低于30%30%；礦渣粉不低于礦渣粉不低于40%40%。含氣量不低于。含氣量不低于4.0%4.0%。u機制砂宜采用據(jù)以飽和面干骨料的混凝土機制砂宜采用據(jù)以飽和面干骨料的混凝土配合比設計方法配合比設計方法。尤其是吸水率高的機制。尤其是吸水率高的機制砂。砂。機制砂混凝土配合比選擇的原則機制砂混凝土配合比選擇的原則u在可以滿足施工要求的前提下，盡可能控在可以滿足施工要求的前提下，盡可能控制坍落度，較小的坍落度，例如制坍落度，較小的坍落度，例如120-160mm120-160mm，混凝土勻

16、質性好，漿骨比低，體積穩(wěn)定性混凝土勻質性好，漿骨比低，體積穩(wěn)定性好。好。u粗骨料采用兩級配或三級配分別計量投料，粗骨料采用兩級配或三級配分別計量投料，保證級配后的松堆空隙率不大于保證級配后的松堆空隙率不大于42%42%。充分利用細河砂與尾礦細砂充分利用細河砂與尾礦細砂u在生產使用機制砂的過程中，應該盡可能在生產使用機制砂的過程中，應該盡可能利用儲量巨大的細河砂與尾礦細砂。這些利用儲量巨大的細河砂與尾礦細砂。這些地區(qū)的天然砂、尾礦砂都存在偏細地區(qū)的天然砂、尾礦砂都存在偏細( (細度模細度模數(shù)小于數(shù)小于1.4)1.4)的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。將人工粗砂和天然或將人工粗砂和天然或人工細砂按一定比例混合成混合

17、砂應用的人工細砂按一定比例混合成混合砂應用的工程實例越來越多工程實例越來越多，出現(xiàn)了用機制粗砂和，出現(xiàn)了用機制粗砂和細砂組成的混合砂。這一方法值得關注。細砂組成的混合砂。這一方法值得關注。充分利用細河砂與尾礦細砂充分利用細河砂與尾礦細砂u例如天然河砂的表觀密度為例如天然河砂的表觀密度為2670 kg/m32670 kg/m3，細，細度模數(shù)為度模數(shù)為2.12.1，含泥量，含泥量2.8%2.8%。機制砂細度模。機制砂細度模數(shù)數(shù)3.73.7。 細骨料細骨料細度模數(shù)細度模數(shù)人工砂人工砂3.73.720%20%細砂細砂80%80%人工砂人工砂3.03.030%30%細砂細砂70%70%人工砂人工砂2.9

18、2.940%40%細砂細砂60%60%人工砂人工砂3.03.050%50%細砂細砂50%50%人工砂人工砂2.72.760%60%細砂細砂40%40%人工砂人工砂2.62.670%70%細砂細砂30%30%人工砂人工砂2.62.6細砂細砂2.12.1天然中砂天然中砂2.82.8充分利用細河砂與尾礦細砂充分利用細河砂與尾礦細砂充分利用細河砂與尾礦細砂充分利用細河砂與尾礦細砂u人工砂與細砂按不同比例摻配，可配制出和人工砂與細砂按不同比例摻配，可配制出和易性良好的易性良好的C20C20C50C50各強度等級的混凝土，各強度等級的混凝土，且實際強度均達到設計強度的且實際強度均達到設計強度的115%115%以上，初以上，初始坍落度大于始坍落度大于200mm200mm。u人工砂與細砂混凝土的抗?jié)B性良好，能滿足人工砂與細砂混凝土的抗?jié)B性良好，能滿足建筑物部件對抗?jié)B性的要求；氯離子滲透系建筑物部件對抗?jié)B性的要求；氯離子滲透系數(shù)為數(shù)為15815810-14m10-14m2 2/s/s，比天然中砂混凝土的，比天然中砂混凝土的低；低； 充分利用細河砂與尾礦細砂充分利用細河砂與尾礦細砂u在硫酸鹽侵蝕試驗中在硫酸鹽侵蝕試驗中, ,經過經過3030次干濕循環(huán)以后次干濕循環(huán)以后, ,質量增加量和強度減少量都能滿足要求，抗質量增加量和強度減少量都能滿足要求，抗硫酸鹽侵蝕性能優(yōu)于天然中砂混凝土；硫酸鹽侵蝕性能