機制砂參數對混凝土性能的影響

混凝土是當前社會上土木工程建設中必不可少且使用量比較大的一類建築材料，其主要由水泥、粗細骨料與水等材料構成。其中細骨料在以往主要採用天然河砂，但是隨著河砂資源的短缺，我國許多地區針對天然砂開採與保護都進行嚴格限制。為了滿足基礎建設項目建設需求，必須要充分、合理地利用機制砂這種類型的細骨料。

1 機制砂參數對其所配製混凝土性能影響的試驗方法

1.1 原材料

在本次試驗中，為了對機制砂影響其所配置混凝土性能影響進行探討，專門採用了C30混凝土，具體配合比如表1所示。

1.2 試驗方法

在確定混凝土施工配合比的基礎上，從機制砂石粉含量、MB值、細度模數3個參數方面，對其影響混凝土的性能進行了分別探討。其中的混凝土性能主要包括工作性能、力學性能、收縮性能、 耐久性能等方面。

2 機制砂參數對其所配製混凝土性能的影響分析

2.1 機制砂的石粉含量對所配置混凝土性能的影響

（1） 工作性能的影響。混凝土工作性能主要體現在保水性、黏聚性與流動性三個方面，其是考察混凝土施工質量方面的一個重要指標，會對混凝土的硬化性能產生極大影響。在本次試驗中，通過在試驗當中針對石粉添加含量分別為3%、7%、10%和20%條件下對混凝土的實際工作性能的影響規律進行了探討。具體測試結果如表2所示。

由表2可知，在機制砂中的石粉含量不超過10%時，所配置的機制砂混凝土坍落度隨著石粉含量的逐步增加而呈現增加的變化趨勢；在石粉含量大於10%後，坍落度會隨著石粉含量的持續增加而呈現為降低的變化趨勢，主要是由於石粉和水泥的細度基本保持一致。通過將石粉加入機制砂混凝土中，可以徹底彌補混凝土內部漿體材料缺乏的弊端，提升整體漿體總量，尤其是在低強度等級混凝土配置中的表現更加顯著。

隨著石粉含量的增加，可以對機制砂本身伴有的粗糙表面和尖銳稜角形狀特徵進行有效彌補，減少了機制砂之間的摩擦。由表2可知，石粉含量為10%混凝土的坍落度最大，石粉含量大於15%後，混凝土坍落度出現下降，這主要是由於雖然石粉可以增加漿體含量，減少機制砂之間的內部摩擦，但是增加的粉體量也會增加用水量，增加所形成的漿體稠度與黏聚性，降低了其坍落度。

隨著石粉含量增加，混凝土的黏聚性表現為從差變好的變化趨勢。在含量相對較低時，混凝土的黏聚性非常差，並且還會伴有離析問題。而在含量控制在20%後可以使所配置的混凝土擁有較好的黏聚性，離析泌水問題也將得到改善，尤其是在石粉含量控制在15%混凝土基本上不會出現離析泌水問題。而由於增加的石粉含量使得機制砂之間內部摩擦減少，增加了所配置混凝土的黏聚性與流動性，增強其保水性性能。

（2） 力學性能的影響。混凝土的力學性能涵蓋了抗拉性能、抗壓性能、抗彎性能等，尤其是其中抗壓強度最為顯著，所以其主要作為承受壓力的結構。通過繼續按照上述5個基本的機制砂中石粉含量設定值，進行實驗之後可得其抗壓強度變化如表3所示。

由表3可知，隨著石粉含量的逐步增加，所配置混凝土7 d和28 d抗壓強度都表現為逐步增加的變化趨勢，並且二者的變化趨勢基本表現保持一致。在含量為3%和20%時，相應的抗壓強度達到最低值和最高值。在機制砂混凝土中膠凝材料用量與水膠比保持不變的基礎上，通過增加石粉含量可以提高所配置混凝土的抗壓強度。由於石粉含量的增加會增加其漿體的量與稠度，提高其強度，同時石粉也可以對機制砂的突出稜角或粗糙表面進行顯著改善，最終增加了其抗壓強度。

2.2 機制砂的細度模數對所配置混凝土性能的影響

為了了解機制砂的細度模數對所配置混凝土工作性能的影響，專門選擇了如下3個細度模數（2.5、2.8和3.3）來探討機制砂影響所配置混凝土工作性能的情況，具體測試結果如表4所示。

由表4可知，機制砂細度模數的大小直接影響所配置混凝土的坍落度與擴展度，反映了不同機制砂配置的混凝土具有不同的和易性，當細度模數為2.8時配置的混凝土具有更好的流動性與和易性。因此，在實際的工程施工中使用機制砂期間，必須要結合實際的工程建設情況來選擇適宜的機制砂細度模數。

2.3 機制砂的MB值對所配置混凝土性能的影響

機制砂MB值主要是對機制砂中粒徑小於75 μm顆粒的相應吸附性能，其也會影響所配置混凝土性能，本次試驗中選擇了6個MB值，具體的試驗數據如表5所示。

經試驗得知，隨著機制砂MB值的增加，相應的坍落度與擴展度都呈現為逐步下降的變化趨勢，主要是由於MB值的增加會使相應機制砂中泥粉含量增加，這不利於其黏聚性和流動性發展。

MB值對所配置混凝土力學性能的影響。在力學性能方面，也選了上述6個MB值對其抗壓強度（3 d、7 d和28 d）的對應試驗值進行了測定，具體如表6所示。

由表6可知，針對C30混凝土而言，隨著機制砂MB的增加，抗壓強度（3 d、7 d和28 d）都表現為先增加後減小的變化趨勢。當MB值達到1.65時，抗壓強度達到最大值，這種變化趨勢主要是由於C30混凝土本身具有較大的水膠比。通過加入泥粉可以對整個混凝土體系的保水性顯著改善，有利於促進強度發展。但是隨著MB值的增加，也會使混凝土吸收更多自由水，會減弱其強度。

3 結語

總之，機制砂與天然砂之間材料性能的差異性，決定了其對混凝土配置產生極大影響，具體表現為機制砂石粉含量、MB值與細度模數等方面。在實際的混凝土配置中，要結合混凝土的等級，科學確定石粉含量、MB值與細度模數，保證可以更好地提升機制砂混凝土配置質量。