天然砂資源的日趨匱乏，我國(guó)混凝土用機(jī)制砂逐步替代河砂是大勢(shì)所趨。機(jī)制砂是由巖石經(jīng)機(jī)械破碎、篩分制成，其區(qū)別于天然砂最顯著特點(diǎn)是其破碎生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生15%～20%的粒徑小于75μm的石粉。正因如此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)石粉含量對(duì)新拌機(jī)制砂混凝土工作性、外加劑效能和硬化混凝土力學(xué)性能、體積穩(wěn)定性和耐久性影響進(jìn)行了大量研究，但不同研究者所得出的機(jī)制砂最佳石粉含量或提出的石粉含量限值并不一致，甚至存在爭(zhēng)議。鑒于機(jī)制砂中的石粉，尤其是石粉中有黏土存在時(shí)，會(huì)對(duì)機(jī)制砂混凝土的某一性能或綜合性能產(chǎn)生顯著影響，機(jī)制砂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)石粉含量進(jìn)行了限定。對(duì)于機(jī)制砂石粉含量限值，不同國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定存在較大差異，如印、英、澳和歐盟等國(guó)家及地區(qū)容許機(jī)制砂中石粉含量有更高的限值，而中、日、美等國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值較低。 免 費(fèi) 咨 詢 免 費(fèi) 咨 詢

生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)

　　我國(guó)不同行業(yè)或地方標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定也不盡相同。許多研究表明，機(jī)制砂中不含黏土的石粉是無(wú)害甚至是有益的，使用高石粉含量（10%～15%）機(jī)制砂也可以配制優(yōu)質(zhì)混凝土。因此，目前尚無(wú)一個(gè)廣泛認(rèn)可或可接受的最佳石粉含量，造成石粉含量限值存在爭(zhēng)議或分歧的根本原因是不同的研究者采用的機(jī)制砂或石粉品質(zhì)不一樣，包括機(jī)制砂母巖巖性、級(jí)配或粒形，石粉中的有害性黏土含量或石粉吸附性、石粉的活性或細(xì)度等。因此，針對(duì)不同地區(qū)、不同工程用的機(jī)制砂，其最佳石粉含量需要結(jié)合該地區(qū)母巖所加工的機(jī)制砂特性和工程用混凝土通過(guò)具體試驗(yàn)研究確定。

生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)

浙江景寧至文成高速公路第JWTJ-02標(biāo)段位于浙江省景寧縣內(nèi)山嶺重丘區(qū)，周邊碎石和天然河砂資源匱乏，但工程建設(shè)中隧道開挖又產(chǎn)生大量花崗巖洞渣。按照“因地制宜、就地取材”的原則，該標(biāo)段C20～C50所有混凝土均采用隧道洞渣加工的機(jī)制砂和碎石集料配制。鑒于目前工程建設(shè)中常用的機(jī)制砂多為石灰?guī)r，對(duì)花崗巖機(jī)制砂的研究與應(yīng)用較少。

生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)

本文以隧道洞渣自制的花崗巖機(jī)制砂石為集料配制C20～C50混凝土，著重研究花崗巖機(jī)制砂石粉含量對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的工作性能、強(qiáng)度和抗氯離子滲透性能的影響，以獲得該花崗巖機(jī)制砂混凝土適宜的石粉含量。

1原材料及試驗(yàn)方法

1.2試驗(yàn)方法

混凝土坍落度、擴(kuò)展度按GB/T50080－2016《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行試驗(yàn)；抗壓強(qiáng)度按GB/T50081－2019《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行試驗(yàn)，試件尺寸為150mm×150mm×150mm；抗氯離子滲透性能按GB/T50082－2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中的電通量法進(jìn)行測(cè)試，試件直徑為（100±1）mm、高度為（50±2）mm，養(yǎng)護(hù)齡期為56d。

1.3試驗(yàn)方案及配合比

選用在高速公路工程建設(shè)中常用的C20、C25、C30、C40、C505個(gè)強(qiáng)度等級(jí)混凝土進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)應(yīng)水膠比為0.58，0.51，0.44，0.38，0.32。機(jī)制砂石粉含量設(shè)定為5%，7%，10%，14%，通過(guò)將石粉與原狀機(jī)制砂進(jìn)行復(fù)配制得。經(jīng)過(guò)試拌調(diào)整后的機(jī)制砂混凝土配合比見(jiàn)表7。

為了凸顯機(jī)制砂中石粉含量變化對(duì)混凝土性能的影響，試驗(yàn)采用單因素變量法，同一強(qiáng)度等級(jí)機(jī)制砂混凝土配合比中膠凝材料用量及粉煤灰摻量、單方用水量和砂率等配合比參數(shù)均不變，而石粉含量增加引起的混凝土流動(dòng)性變化通過(guò)外加劑用量的調(diào)整，以使所有混凝土流動(dòng)性基本保持一致，即坍落度達(dá)到200～220mm，擴(kuò)展度達(dá)到500～530mm。

2結(jié)果與分析

2.1石粉含量對(duì)混凝土工作性的影響

由表7可以看出，在5%～7%的石粉含量范圍內(nèi)，混凝土達(dá)到相同或相近的坍落度和擴(kuò)展度所需要的減水劑用量保持不變；在7%～14%的石粉含量范圍內(nèi)，隨著石粉含量的增加，混凝土達(dá)到相同或相近的坍落度和擴(kuò)展度所需要的減水劑用量也逐漸增多，對(duì)于C20、C25、C30、C40混凝土，石粉含量14%較石粉含量7%機(jī)制砂配制的混凝土其減水劑摻量提高了0.2%，對(duì)于C50混凝土，石粉含量14%較石粉含量7%機(jī)制砂配制的混凝土其減水劑摻量提高了0.15%。

在機(jī)制砂混凝土中，石粉含量從5%提高到7%，并未降低混凝土的工作性，其原因主要有：①石粉的細(xì)度與水泥的細(xì)度相差不大，此時(shí)石粉彌補(bǔ)了機(jī)制砂混凝土中膠凝材料不足的缺點(diǎn)，這點(diǎn)在低強(qiáng)度混凝土中作用更加明顯；②機(jī)制砂表面較為粗糙，而石粉在混凝土中形成粉體漿體可以起到潤(rùn)滑作用，有利于減少機(jī)制砂與粗集料之間的摩擦，改善機(jī)制砂混凝土拌合物的和易性；③石粉填充于骨料搭接產(chǎn)生的空隙中，將混凝土體系中原本起填充作用的填充水置換出來(lái)成為自由水，自由水增加，拌合物漿體的流動(dòng)性能變大。

上述是石粉的正作用，然而，隨著機(jī)制砂中石粉含量的提高，導(dǎo)致包裹其所需的用水量愈多，同時(shí)，石粉對(duì)減水劑存在一定的吸附作用，這是石粉的副作用。當(dāng)正作用大于副作用時(shí)，宏觀上混凝土的工作性有所提升，反之，則需要額外加入更多減水劑來(lái)達(dá)到相同的工作性。

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