机制砂的岩性与级配对混凝土性能的影响研究

摘要

机制砂作为天然砂的替代材料应用于工程建设已屡见不鲜，应用技术逐渐成熟。但机制砂的应用大多限于石灰岩机制砂，其他岩性机制砂较少，关于机制砂颗粒和微细粉的岩性与含量对混凝土四大性能的影响研究也很少。另外，各个国家对机制砂级配的规定众说纷纭。为此，本文研究探讨了机制砂颗粒的岩性与级配和微细粉的岩性与含量对混凝土主要性能的影响。
　　 研究了4种岩性、9个产地的机制砂配制的混凝土的力学性能，对比了原状机制砂和外掺15％石粉的机制砂混凝土性能的差异。结果表明，机制砂颗粒岩性对混凝土力学性能无明显影响，但石粉含量的增加对混凝土的早期力学性能有一定的影响。
　　 研究了石灰岩机制砂混凝土在低温条件下的硫酸盐侵蚀(即TSA岩侵蚀，侵蚀产物为碳硫硅酸钙)，结果表明，高石灰岩石粉的混凝土都会出现TSA岩侵蚀，机制砂颗粒和石粉均能加速混凝土TSA岩侵蚀过程，而石粉比机制砂颗粒对TSA岩侵蚀的影响更明显。水灰比和硫酸盐的种类对混凝土TSA岩侵蚀过程和侵蚀程度也有重要的影响。
　　 探讨了机制砂中微细粉岩性和比表面积对机制砂MB值和水泥净浆流变性的影响。结果表明，与机制砂母岩相同的微细粉的岩性和比表面积对机制砂MB值无影响，但它们对净浆的流变性有不同的影响。微细粉夹杂的粘土为膨润上时，含量越高，MB值越大，净浆的流变性能越差，配制的混凝土工作性越差；为高岭土时，粘土含量对MB值变化影响不大，但也显著降低净浆流变性能。
　　 概括了国内外不同国家和地区标准规定的机制砂级配、石粉含量限值和细度模数差异，在分析我国不同地区生产的57种机制砂级配、石粉含量和细度模数数据的基础上，通过配制不同标号的混凝土工作性差异，提出了一个适合我国机制砂生产和应用的全级配标准，确定了配制混凝土的机制砂适宜的细度模数为1.91～3.59，石粉含量宜控制在20％以下。