机制砂在商品混凝土中的研究与应用

李恒峰

（南通金隆混凝土有限公司，江苏 南通 226010）

机制砂在商品混凝土中的研究与应用

李恒峰

（南通金隆混凝土有限公司，江苏 南通 226010）

本文根据本地区商品混凝土公司使用机制砂的情况，经过大量试验研究，从机制砂混凝土配合比调整、如何验收机制砂、引进的混凝土外加剂组分等技术方面提出了机制砂使用中出现问题的相关对策、措施。

机制砂；含泥量；石粉含量；配合比设计；CTF 增效剂

0 引言

人工砂，即由岩石经除土开采，机械破碎，筛分而成的，公称粒径小于 5.00mm 的岩石颗粒，人工砂是机制砂的俗称。随着国家经济的迅速发展，社会对混凝土的需求量越来越大，对混凝土的质量要求更是越来越高，然而作为混凝土生产的主要原材料之一的砂，却越来越少，特别是优质的天然砂资源更是紧缺，所以市场上混凝土用砂的价格越来越高，这就直接影响到商品混凝土生产的成本。为了解决天然砂资源的短缺和混凝土生产成本的上涨之间的矛盾，国家提倡推广使用人工砂，即机制砂。然而机制砂的特性与天然砂有很大差异，配制机制砂混凝土在使用前就需要我们做大量的试配和相关试验。

1 机制砂混凝土工作性能

由于机制砂是由人工机械破碎而成，与天然砂的连续颗粒级配完全不同。机制砂配制出来的混凝土用水量变大，强度降低，泵送性差。

机制砂的颗粒级配分布是“两头多，中间少”，所以机制砂配制出来的混凝土和易性差，容易产生泌水，特别是C30 以下的混凝土这一问题更为突出。可以通过提高外加剂掺量，进一步降低用水量，提高机制砂配制的混凝土强度，调整外加剂配方，提高机制砂配制的混凝土和易性、可泵性，使其便于施工。

2 试验

2.1 原材料

（1）水泥：安徽马鞍山盘固水泥集团有限公司生产的P·II52.5 水泥。其物理性能见表 1。

表 1 水泥性能指标

（2）S95 级矿粉：南通耀江新型建材有限公司生产的S95 级矿粉，比表面积 350m3/kg，7d 抗压强度比为 76%，28d为102%。

（3）粉煤灰：常熟苏虞电厂生产的Ⅱ级灰，细度（45μm）16%，需水量比 99%，含水率 0.3%，烧失量4.9%。

（4）外加剂：南通支云 ZY-4 型混凝土泵送剂，减水率17%。

（5）细集料：安徽的人工砂，细度模数 3.5，特细砂，细度模数 0.8 混合而成的混合砂。含泥量 2.3%，泥块含量0.3。中砂细度模数为 2.7。

（6）粗集料：浙江舟山碎石，颗粒级配 5～25mm，针片状含量 3.5%，压碎指标 8.2%。

2.2 混凝土配合比

天然中砂混凝土配比见表 2，机制砂混凝土配比见表 3。两种配合比试验结果见表 4。

表 2 天然中砂混凝土配合比 kg/m3

表 3 机制砂混凝土配合比 kg/m3

表 4 试验结果

由试样结果可以看出，机制砂配制出的混凝土需要通过提高外加剂掺量，才可以保证工作性，但是即使这样，混凝土的和易性、泵送性还是不如天然砂配制出的混凝土。为了改善其和易性，常采用的办法是在厂家生产外加剂时在配比中提高增稠剂用量，经试拌证实，其和易性能有大幅度提高，有效提高了其泵送性能，其他各方面指标均能满足相关要求。

3 机制砂混凝土的裂缝现象

机制砂配制的混凝土在使用过程中，发现混凝土裂缝现象增多，为解决这一问题，在混凝土配合比中引入一种新材料。由广州三骏建材科技有限公司生产的 CTF 混凝土增效剂。试验配合比方案见表 5。

表 5 加入 CTF 后的配合比 kg/m3

经实践证明，机制砂混凝土引入 CTF 增效剂新组分后，不但减少了混凝土裂缝机率，还降低了混凝土生产成本，为混凝土企业创造了一定的经济效益。

4 机制砂含泥量超标检测快捷方法

4.1 机制砂里的石粉含量

机制砂在生产过程中，由于工艺、材质等因素，生产出来的机制砂中总是或多或少含一部分石粉，当然石粉中可能含有一部分泥土成分。根据多年实践证明，机制砂中含一定量的石粉对混凝土的质量是有益的，存在一定合理量的石粉，可以改善提高机制砂配制混凝土的和易性。但是如果含泥量超标，则严重影响混凝土质量，特别是现在大多数搅拌站使用聚羧酸外加剂，这种外加剂对粘土非常敏感，当机制砂里的粘土含量多时，配制混凝土时用水量会增加很多，而且坍落度损失大，严重影响混凝土质量。如何在验收机制砂时快速判定其含泥量是否超标，显得尤为重要。

按亚甲蓝方法过程耗时较多。在实践过程中研究了一种简单方法：利用砂浆流动度法判定机制砂含泥量是否超标。配合比及不同含泥量的机制砂砂浆流动度试验结果分别见表6、7。

表 6 砂浆配合比 g

表 7 砂浆流动度试验结果

由上面试验结果看，机制砂不同含粘土量，配制出的混凝土坍落度不一样，砂浆流动度也不一样。研究表明当按表配制出的砂浆，如果其流动度能达到 200～230mm 时其粘土含量不会超标，这种机制砂能够满足质量技术要求。

5 结语

机制砂配制混凝土技术是混凝土行业健康发展的必由之路。机制砂混凝土配比中引进 CTF 增效剂可有效地降低混凝土开裂机率，机制砂使用过程中要严格限制其含泥量，结合快速法可以提高判定机制砂含泥量是否超标的效率。

[1] 蒋正武，石连富，孙振平．用机制砂配制自密实混凝土的研究[J]．建筑材料学报，2006.4 10(2): 154-160．

[2] GB 8076—2008．混凝土外加剂[S]．

［通讯地址］南通经济技术开发区通盛南路四号坝农场闸（226010）

李恒峰（1977—），男，总工程师，兼任南通工程技术学院讲师。主要研究混凝土配合比。