滿滿干貨（新型制砂機(jī)制砂生產(chǎn)線dyy）機(jī)制砂設(shè)備生產(chǎn)線，

上海砼力：王丹 138 188 14838

http://www.shtonly.com/

胡建偉1聞寶聯(lián)2

（1.河北工業(yè)大學(xué)，天津，300401；2.天津市交通科學(xué)研究院，天津，300074）

摘要：機(jī)制砂作為天然河砂的替代品，在我國已有六十年左右的應(yīng)用歷史。現(xiàn)代混凝土對(duì)砂的技術(shù)要求越來越高，特別是高強(qiáng)度等級(jí)和高性能混凝土對(duì)骨料的要求很嚴(yán)，隨著我國機(jī)制砂制砂工藝和設(shè)備的提高，越來越符合工程建設(shè)的優(yōu)質(zhì)機(jī)制砂成為國內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。首先，評(píng)述了國內(nèi)機(jī)制砂的三種制砂工藝：干式、濕式與半干式；其次，介紹了機(jī)制砂在水電工程、橋梁工程與預(yù)拌混凝土中的實(shí)際應(yīng)用；最后，根據(jù)國內(nèi)研究現(xiàn)狀著重分析了機(jī)制砂的級(jí)配、配合比設(shè)計(jì)與石粉含量等熱點(diǎn)問題。

關(guān)鍵詞：機(jī)制砂；制砂工藝；級(jí)配；配合比設(shè)計(jì)；石粉含量

0  引言

2013年我國水泥產(chǎn)量超過24億噸,預(yù)拌混凝土超過11億m3。細(xì)集料砂作為混凝土的重要組成材料消耗量也是巨大的。天然河砂是一種短期不可再生的資源,而且在我國分布不均勻，隨著河砂的大量開采，我國多數(shù)地區(qū)已面臨無砂可采，優(yōu)質(zhì)河砂匱乏的資源現(xiàn)狀。面對(duì)我國河砂資源短缺與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)飛速發(fā)展的大背景，迫切需要新的砂資源替代天然河砂。

現(xiàn)代混凝土對(duì)砂的技術(shù)要求越來越高，特別是高強(qiáng)度等級(jí)和高性能混凝土對(duì)骨料的要求很嚴(yán)，而能滿足其要求的天然砂越來越少，因此尋找新的混凝土用砂資源已迫在眉睫，開發(fā)使用機(jī)制砂已成為解決建筑用砂短缺的重要途徑之一。國家建委自1973年制定《機(jī)制砂混凝土技術(shù)規(guī)程》以來，機(jī)制砂的應(yīng)用得到大范圍的推廣,由建筑行業(yè)擴(kuò)大到公路、鐵路、水電、冶金等系統(tǒng),由擋護(hù)工程擴(kuò)大到橋梁、隧道及水工工程,從砌筑砂漿發(fā)展到普通混凝土、鋼筋混凝土,預(yù)應(yīng)力混凝土、泵送混凝土、氣密性混凝土及噴錨支護(hù)等工程。

機(jī)制砂作為河砂的替代品，已經(jīng)成為未來混凝土的發(fā)展趨勢(shì)。《建筑用砂》（GB/T14684-2011）對(duì)機(jī)制砂的定義是“經(jīng)除土處理，由機(jī)械破碎、篩分制成的，粒徑小于4.75mm的巖石、尾礦或工業(yè)廢渣顆粒，但不包括軟質(zhì)、風(fēng)化的顆粒，俗稱人工砂”。

機(jī)制砂的主要優(yōu)點(diǎn)在于：1)機(jī)制砂表面粗糙且具有新鮮界面，與水泥膠材的粘結(jié)性能優(yōu)越，用機(jī)制砂配制的混凝土強(qiáng)度更高；2)機(jī)制砂級(jí)配可以進(jìn)行人工調(diào)試，這是與天然砂的本質(zhì)區(qū)別之一；3)生產(chǎn)機(jī)制砂可使大量的廢石資源再利用，變廢為寶，減少環(huán)境污染；4)機(jī)制砂中適量的石粉可以優(yōu)化機(jī)制砂級(jí)配，改善機(jī)制砂混凝土的工作性。石粉還可以起到晶核的作用，加速水泥的水化過程；5)機(jī)制砂基本不含云母、輕物質(zhì)、有機(jī)物等有害物質(zhì)。

本文介紹了機(jī)制砂的制砂工藝研究現(xiàn)狀以及機(jī)制砂在實(shí)際工程中的應(yīng)用，對(duì)機(jī)制砂研究的熱點(diǎn)問題進(jìn)行了重點(diǎn)分析。

1  機(jī)制砂制砂工藝研究現(xiàn)狀

破碎機(jī)根據(jù)破碎原理不同可分為兩大類：擠壓式破碎機(jī)和沖擊式破碎機(jī)。一般擠壓式破碎機(jī)(旋回破碎機(jī)、領(lǐng)式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī))適用于較硬巖石(花崗巖、玄武巖等)；沖擊式破碎機(jī)(反擊式破碎機(jī)、立軸式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī))適用于硬度不高、磨蝕性不強(qiáng)的巖石(石灰?guī)r等)。

目前機(jī)制砂的制備方式有三類：干法制砂、濕法制砂和半干法制砂。干法制砂生產(chǎn)線是由多個(gè)破碎設(shè)備組合而成的，包括：給料機(jī)、粗細(xì)碎機(jī)、制砂機(jī)、圓振動(dòng)篩、洗砂機(jī)等，設(shè)備與設(shè)備間的物流傳送由輸送帶來完成。濕法制砂工藝是由破碎設(shè)備和制砂機(jī)生產(chǎn)出的成品砂經(jīng)螺旋分級(jí)機(jī)和旋流器分成機(jī)制砂和廢污泥水,廢污泥水最后送至旋轉(zhuǎn)式分級(jí)機(jī)或沉淀池以回收流失的細(xì)砂。

干式制砂的優(yōu)點(diǎn)是減少了系統(tǒng)的耗水量,細(xì)砂、石粉流失量少,成品砂細(xì)度模數(shù)較低、石粉含量合適,無需配置石粉回收裝置和省去脫水工藝。缺點(diǎn)是制砂源料表面含水較低,骨料在經(jīng)過立軸式?jīng)_擊式破碎機(jī)破碎、振動(dòng)篩篩分和膠帶機(jī)輸送時(shí)粉塵逸出多,對(duì)大氣環(huán)境保護(hù)不利,需設(shè)置專門的除塵系統(tǒng)。

濕式制砂的優(yōu)點(diǎn)是制砂源料表面含水較高,骨料在經(jīng)過立軸式?jīng)_擊式破碎機(jī)破碎、振動(dòng)篩篩分和膠帶機(jī)輸送時(shí)粉塵逸出少,對(duì)大氣環(huán)境保護(hù)有利,無需設(shè)置專門的除塵系統(tǒng)。缺點(diǎn)是增加了系統(tǒng)的耗水量,細(xì)砂、石粉流失量大,成品砂細(xì)度模數(shù)偏大、石粉含量偏低,配置石粉回收裝置,含水量高,需要增加脫水工藝。為保護(hù)環(huán)境,需對(duì)廢水進(jìn)行處理。

半干式制砂工藝可以避免干法、濕法制砂存在的缺陷， 一次性投資小， 揚(yáng)長(zhǎng)避短，砂的石粉含量、細(xì)度模數(shù)、含水率均能得到較好的控制，并可以減輕粉塵污染空氣，實(shí)現(xiàn)粉砂、廢水回收利用, 提高砂的產(chǎn)量并減少用水量。

阿海水電站新源溝砂石加工系統(tǒng)用高強(qiáng)度石灰?guī)r制砂，采用全干式制砂工藝，在粗碎車間設(shè)置毛料分選車間，既降低了成品砂石粉含量，又避免了成品砂含泥粉的可能性。采用干式制砂，避免了濕法生產(chǎn)帶來的水處理難題和石粉回收的難題。

濕式制砂比較有代表的項(xiàng)目有三峽下岸溪砂石系統(tǒng)、溪洛渡中心場(chǎng)砂石系統(tǒng)、彭水鴨公溪砂石系統(tǒng)等。它們的工藝流程特征是:立軸式?jīng)_擊式破碎機(jī)與檢查篩分形成閉路循環(huán),檢查篩篩網(wǎng)設(shè)3mm、5mm和部分5～40mm篩網(wǎng),3mm以下顆粒與棒磨機(jī)產(chǎn)品經(jīng)分級(jí)、脫水后直接進(jìn)成品砂倉,3～5mm顆粒進(jìn)棒磨機(jī)5mm以上顆粒回立軸式?jīng)_擊式破碎機(jī)。三峽工程下岸溪人工砂石系統(tǒng)采用立軸式?jīng)_擊式破碎機(jī)與棒磨機(jī)聯(lián)合制砂工藝,在我國開創(chuàng)了此類人工制砂技術(shù)的先河,將我國人工制砂技術(shù)工藝研究與應(yīng)用推向了新的高度,對(duì)我國水電建設(shè)起到了積極的貢獻(xiàn)。

彭水水電站砂石加工系統(tǒng)采用濕法制砂生產(chǎn)工藝,針對(duì)螺旋洗砂機(jī)進(jìn)行砂水分離的過程中部分石粉流失造成成品機(jī)制砂石粉不足的問題，設(shè)計(jì)了石粉回收工序,釆用了Derrick公司的2套2E48-120W-4A型細(xì)砂回收裝置。

臺(tái)山核電廠砂石系統(tǒng)采用半干式制砂工藝實(shí)施的方式為“以破代磨+高頻篩分”的破碎分級(jí)技術(shù)將砂分為0～3 mm和3～5mm兩級(jí)，根據(jù)細(xì)度模數(shù)的需求大小調(diào)整3～5mm的摻人量，經(jīng)風(fēng)機(jī)抽粉然后進(jìn)行部分水洗調(diào)節(jié)石粉含量，確保成品砂的質(zhì)量?jī)?yōu)良。以破代磨+高頻篩分形成多余的3～5mm的粗砂進(jìn)人棒磨機(jī)車間，由棒磨機(jī)制砂輔助制砂。由以破代磨+高頻篩分和棒磨機(jī)制砂輔助生產(chǎn)的砂分別進(jìn)人砂調(diào)節(jié)料倉，兩種均可生產(chǎn)為合格的成品優(yōu)質(zhì)砂，在經(jīng)調(diào)節(jié)料倉后送入成品砂倉。成品砂經(jīng)三重工藝的細(xì)度磨數(shù)調(diào)整措施后級(jí)配連續(xù)性更好、含水率易控制，質(zhì)量更加得以保證。

索風(fēng)營水電站人工砂石骨料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)針對(duì)石灰?guī)r的特性,采用立軸式制砂機(jī)“以破代磨”半干式制砂工藝,結(jié)合粉砂、水回收利用與環(huán)保工程配套,消除了粉塵對(duì)大氣的污染,建成了綠色環(huán)保的砂石生產(chǎn)系統(tǒng)。

蘇家河口水電站采用半干式制砂技術(shù)，破碎采用粗、中、細(xì)碎三段破碎。粗碎、細(xì)碎采用開路;中碎采用與相應(yīng)的篩分車間形成閉路循環(huán)生產(chǎn)工藝。中碎采用調(diào)整排料口的開度,細(xì)碎采用調(diào)整速度等方法適應(yīng)各種粒徑級(jí)配的生產(chǎn)要求。

一個(gè)好的生產(chǎn)工藝流程必須充分考慮到物料性質(zhì),工藝合理性、可靠性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性及相互的匹配性。此外，開發(fā)符合生產(chǎn)規(guī)模的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，在滿足環(huán)保要求的前提下，走一條低碳綠色的發(fā)展之路，是未來機(jī)制砂生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。而且，我們還需要大量,吸收國內(nèi)外同行業(yè)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、技術(shù),最后進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)整合,開發(fā)出一條適合目標(biāo)工程的機(jī)制砂生產(chǎn)模式。

2  機(jī)制砂混凝土在實(shí)際工程中的應(yīng)用

機(jī)制砂在我國的應(yīng)用研究始于貴州省對(duì)石灰?guī)r機(jī)制砂的生產(chǎn)和應(yīng)用研究。到目前為止，我國在機(jī)制砂混凝土的應(yīng)用主要集中在水電工程、橋梁工程以及預(yù)拌混凝土等方面。

水電工程是我國最早使用機(jī)制砂石的工程項(xiàng)目，從上世紀(jì)五、六十年代西南山區(qū)的獅子灘、貓?zhí)铀娬鹃_始使用，多年來積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)。在三峽大壩二期、三期工程中全部采用花崗巖機(jī)制砂做細(xì)骨料。湖北宣恩洞坪水利樞紐工程采用石灰?guī)r生產(chǎn)機(jī)制砂，湖北天堂抽水蓄能電站、皂市水利樞紐工程均采用灰?guī)r生產(chǎn)機(jī)制砂，并采用天然砂和機(jī)制砂混合的辦法進(jìn)行施工。棉花灘大壩和黃河小浪底等工程都采用了機(jī)制砂混凝土。此外，蘇家河水電站和沙沱水電站采用半干式制砂工藝生產(chǎn)的機(jī)制砂進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

在橋梁工程中的應(yīng)用主要是指在高速公路和鐵路工程上的應(yīng)用。從C20-C80機(jī)制砂混凝土均有所應(yīng)用。湖南省吉茶高速公路、永藍(lán)高速公路、懷新高速公路等橋梁工程均使用了機(jī)制砂配制混凝土，混凝土等級(jí)有C25普通混凝土，C25水下混凝土，C30普通混凝土，C40普通混凝土和C50T梁用混凝土。山東省東明黃河大橋工程為了更好的應(yīng)用機(jī)制砂，制定了針對(duì)機(jī)制砂的應(yīng)用技術(shù)規(guī)程。在湖北省滬蓉高速公路、三峽翻壩、宜巴高速公路等均采用機(jī)制砂配制混凝土，而且依托滬蓉高速公路，湖北滬蓉西高速公路建設(shè)指揮部和武漢理工大學(xué)聯(lián)合編制了《機(jī)制砂在混凝土中應(yīng)用技術(shù)指南》。四川省巴南高速公路10個(gè)標(biāo)段采用機(jī)制砂配制高性能混凝土。在重慶嘉陵江黃花園大橋建設(shè)中，通過對(duì)機(jī)制砂與渠河砂取代簡(jiǎn)陽砂配制黃花園大橋主橋箱梁C50混凝土，各項(xiàng)工作性能指標(biāo)和力學(xué)性能指標(biāo)均符合規(guī)范要求，工程應(yīng)用效果良好。貴州省余慶縣境內(nèi)的構(gòu)皮灘烏江大橋采用機(jī)制砂與河砂復(fù)摻配置出泵送距離達(dá)820m的C50機(jī)制砂混凝土。此外，福建省福永高速公路，山西省左黎高速公路，重慶渝澳大橋，菜園壩大橋等工程均應(yīng)用機(jī)制砂配制混凝土。在鐵路橋梁中，云南省玉蒙鐵路第五標(biāo)段，在混凝土結(jié)構(gòu)中全部使用了機(jī)制砂。貴州省水柏線北盤江大橋鋼管拱內(nèi)混凝土，利用機(jī)制砂配制自密實(shí)混凝土經(jīng)大橋局橋科院檢測(cè),混凝土充盈飽滿,達(dá)到優(yōu)良等級(jí)。在株六線南山河特大橋C55高性能混凝土成功應(yīng)用機(jī)制砂配置。京滬高鐵和武廣高鐵等高速鐵路的需求，將會(huì)改善目前機(jī)制砂質(zhì)量，提高機(jī)制砂生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)。

在預(yù)拌混凝土中，北京世紀(jì)財(cái)富中心C60混凝土全為機(jī)制砂高性能混凝土。北京恒坤混凝土有限公司和北京恒坤拓峰采石有限公司采用干法工藝生產(chǎn)石灰?guī)r機(jī)制砂，在一年多的時(shí)間里累計(jì)生產(chǎn)預(yù)拌混凝土40多萬方，多數(shù)使用純?nèi)斯ど埃酆繎?yīng)用范圍達(dá)8％～15％，應(yīng)用于各種工程取得了很好的效益。天津西爾斯混凝土工業(yè)有限公司已成功生產(chǎn)機(jī)制砂127萬噸，生產(chǎn)預(yù)拌混凝土180萬m3，并成功應(yīng)用于南水北調(diào)西河閘工程。浙江湖州新開元碎石有限公司已生產(chǎn)人工砂100萬噸，用機(jī)制砂配制高強(qiáng)度泵送混凝土已成功應(yīng)用于上海世貿(mào)濱江花園、徐匯苑等工程。瑞科爾建筑材料（天津）有限公司用機(jī)制砂配制普通泵送混凝土，以及C60以上的高強(qiáng)高性能混凝土和大流動(dòng)性混凝土，并成功應(yīng)用于海河堤岸改造（金剛橋至獅子林橋的灌注樁）、中心城區(qū)快速環(huán)路（津塘路至張貴莊）工程、家世界購物廣場(chǎng)等工程，開創(chuàng)了天津市機(jī)制砂在預(yù)拌混凝土中大規(guī)模應(yīng)用的先例

3  機(jī)制砂研究的熱點(diǎn)問題

3.1  機(jī)制砂級(jí)配

機(jī)制砂由于自身的特性，表面粗糙，棱角尖銳，表面球形度弱于天然河砂。換句話說，適用于天然河砂的顆粒級(jí)配，并不完全適用于機(jī)制砂，甚至?xí)鹦掳铏C(jī)制砂混凝土離析泌水，缺乏良好的工作狀態(tài)。

艾長(zhǎng)發(fā)等以1.18mm篩孔為分界點(diǎn)，將機(jī)制砂顆粒組成分成Ⅰ（粒徑≥1.18mm 顆粒）Ⅱ（粒徑≤1.18mm顆粒）組分，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了6種不同級(jí)配類型機(jī)制砂及其混凝土性能的試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果表明：①細(xì)度模數(shù)僅是表征機(jī)制砂的粗細(xì)程度的宏觀指標(biāo)，無法反映顆粒級(jí)配的真實(shí)情況，決定機(jī)制砂品質(zhì)好壞的內(nèi)在因素是顆粒級(jí)配,生產(chǎn)時(shí)應(yīng)得到嚴(yán)格控制，為提高混凝土強(qiáng)度及工作性能，應(yīng)盡量使顆粒級(jí)配曲線具有骨架密實(shí)特征；②機(jī)制砂 Ⅰ組分主要影響混凝土的泌水性，Ⅱ組分主要影響混凝土的保水性及黏聚性，為保證混凝土的工作性能，應(yīng)使 Ⅰ、Ⅱ 組分的含量比例保持在 1：2左右，并有效控制 Ⅰ組分顆粒組成比例；③為充分發(fā)揮 Ⅰ組分的填充密實(shí)與次骨架結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)，以提高混凝土的整體性能，宜將1.18mm篩檔累計(jì)篩余百分率控制在級(jí)配中值附近，且4.75、2.36、1.18mm三篩檔累計(jì)篩余百分率按 2:3:1 進(jìn)行控制。

張禮華等認(rèn)為對(duì)中低強(qiáng)度等級(jí)混凝土而言，適量石粉能使機(jī)制砂的級(jí)配更完善，機(jī)制砂混凝土中漿體含量增加，有利于機(jī)制砂混凝土坍落度的提高和擴(kuò)展度的增加，并減少拌合物泌水。

岳海軍等試驗(yàn)表明，使用石粉含量超過現(xiàn)行國標(biāo)限值、級(jí)配不符合規(guī)范級(jí)配區(qū)要求的機(jī)制砂，仍然可以配制出工作性優(yōu)良的機(jī)制砂混凝土。根據(jù)機(jī)制砂的實(shí)際生產(chǎn)狀況和國外機(jī)制砂級(jí)配劃分標(biāo)準(zhǔn)，提出了一個(gè)適合我國機(jī)制砂生產(chǎn)的全級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)，該級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)行規(guī)范中2.36、1.18、0.3、0.15mm篩孔的累計(jì)篩余適當(dāng)放寬，并新增了 0.075mm篩孔的累計(jì)篩余控制值，有利于拓寬機(jī)制砂的級(jí)配和高石粉機(jī)制砂的利用。

芮捷等利用單因素分析法，對(duì)高強(qiáng)混凝土機(jī)制砂顆粒級(jí)配進(jìn)行研究，推薦使用級(jí)配在Ⅱ區(qū)中值和下限之間的機(jī)制砂配制高強(qiáng)混凝土。

機(jī)制砂的級(jí)配不僅影響新拌機(jī)制砂混凝土的和易行，也直接關(guān)系到膠凝材料的用量。良好的機(jī)制砂級(jí)配不僅節(jié)約水泥用量，而且空隙率低，提高混凝土的密實(shí)性。此外，石粉作為重要的填充材料，可以優(yōu)化機(jī)制砂顆粒級(jí)配，應(yīng)當(dāng)在應(yīng)用中適當(dāng)放寬對(duì)石粉含量限制的要求。

3.2  機(jī)制砂混凝土配合比

進(jìn)行機(jī)制砂混凝土配合比的研究，對(duì)于推廣機(jī)制砂用于我國建設(shè)工程項(xiàng)目，具有極為深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義，尤其是進(jìn)行高強(qiáng)高性能機(jī)制砂混凝土的配合比研究，符合我國混凝土來來應(yīng)用的發(fā)展方向。

張會(huì)芝等進(jìn)行配合比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，全機(jī)制砂混凝土砂率對(duì)各齡期立方體抗壓強(qiáng)度的影響為一階指數(shù)衰減型曲線,7 d、14 d和28d立方體抗壓強(qiáng)度均隨砂率的增加而降低。

鄭忠雙等認(rèn)為Abrams的水灰比定律對(duì)全機(jī)制砂混凝土同樣有效,在配制全機(jī)制砂混凝土?xí)r,砂率宜控制在37%-43%。

Tao Ji等根據(jù)最小漿體理論得出，較低含量的石粉不影響機(jī)制砂混凝土的流動(dòng)性，一定量的石粉具有凝聚水河保水的作用。石粉含量不超過24%，添加石粉可以提高機(jī)制砂混凝土的密實(shí)性，改善混凝土的力學(xué)性能。

余川提出了全計(jì)算法設(shè)計(jì)機(jī)制砂高性能混凝土配合比的可行性,并對(duì)已有的機(jī)制砂配合比設(shè)計(jì)的全計(jì)算法進(jìn)行參數(shù)改進(jìn),以適用于現(xiàn)有的機(jī)制砂混凝土的配制,并用改進(jìn)后的全計(jì)算法設(shè)計(jì)雙慘礦物外加劑的機(jī)制砂高性能混凝土,并探討粉煤灰和礦粉合理的摻加方式和摻加比例,驗(yàn)證改進(jìn)后的全計(jì)算法制備的機(jī)制砂高性能混凝土的力學(xué)性能和耐久性能。

楊玉輝等試驗(yàn)表明，C80機(jī)制砂混凝土的合理砂率應(yīng)略大于相應(yīng)的河砂混凝土,合理砂率選擇在42%～45%較好。機(jī)制砂中一定量的石粉對(duì)混凝土強(qiáng)度有促進(jìn)作用,在7%石粉含量情況下,C80機(jī)制砂混凝土的工作性和強(qiáng)度均達(dá)到最佳。

蔣正武等通過混凝土配合比基本參數(shù)優(yōu)化技術(shù)、外加劑復(fù)摻技術(shù)、大摻量礦物摻和料復(fù)摻技術(shù)等,可配制出初始坍落度大于24 cm、坍落擴(kuò)展度大于60 cm、倒坍落度筒流出時(shí)間在5～15 s、抗壓強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到C50以上的大摻量礦物摻和料機(jī)制砂自密實(shí)混凝土。

由于機(jī)制砂具有明顯的地域差異，不同巖性，不同生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的機(jī)制砂具有較大的區(qū)別，這為機(jī)制砂進(jìn)行配合比的研究帶來了不小的問題。雖然許多學(xué)者根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，配置出了符合要求的機(jī)制砂混凝土，包括高強(qiáng)高性能機(jī)制砂混凝土。但是，為了制定相對(duì)統(tǒng)一的機(jī)制砂混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程，建議制定不同巖性機(jī)制砂的配合比修正系數(shù)，嚴(yán)格規(guī)范控制全國機(jī)制砂生產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)，編制適用于機(jī)制砂混凝土的配合比國家規(guī)范。

3.3  石粉含量

機(jī)制砂與天然砂最顯著的區(qū)別是機(jī)制砂中含有大量粒徑小于0.075mm的顆粒,但機(jī)制砂中小于0.075mm的顆粒與河砂中小于0.075mm的顆粒性質(zhì)完全不同。河砂中的泥粉對(duì)混凝土的工作性、體積穩(wěn)定性和耐久性都有不利的影響,但機(jī)制砂中的石粉與母巖的物理化學(xué)性質(zhì)完全一樣,且大量的研究表明,適量的石粉對(duì)機(jī)制砂混凝土的工作性和強(qiáng)度無不利影響,甚至還可以改善混凝土的性能。石粉作為機(jī)制砂生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品，國內(nèi)學(xué)者對(duì)不同石粉摻量進(jìn)行了大量研究。   

周明凱等研究含20%石粉的機(jī)制砂，利用高標(biāo)號(hào)水泥配置低強(qiáng)度混凝土，水泥用量少，由于機(jī)制砂中的石粉增加了固體表面積對(duì)水的比例,保水性增強(qiáng),泌水情況得到改善。同時(shí)石粉還起到微滾珠作用,減少砂與砂之間磨擦而改善棍凝十的和易性。機(jī)制砂中的石粉在水泥水化反應(yīng)中起晶核作用和微集料填充作用,增加了混凝土的密實(shí)度,改善了抗?jié)B性能,在一定程度上提高了棍凝十的強(qiáng)度。這在水泥用量少的貧混凝土中,石粉對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)比較明顯。

李北星等研究表明，石粉可以增加機(jī)制砂混凝土拌合物的黏聚性和保水性,有利于改善離析泌水現(xiàn)象, 且石粉含量對(duì)混凝土坍落度的影響不如對(duì)坍?dāng)U度影響敏感, C30、C60、C80 機(jī)制砂混凝土工作性較佳的石粉含量范圍分別在 10%～15%、7%～10%及 3%～5%范圍。石粉含量的增加對(duì)C30、C60 機(jī)制砂混凝土的強(qiáng)度基本上有提高作用, 而對(duì) C80 機(jī)制砂混凝土的強(qiáng)度有降低作用,C30、C60、C80 機(jī)制砂混凝土抗壓強(qiáng)度最高的石粉含量約為20%、10%、3%。

王雨利等研究得出，適量的石粉可以改善機(jī)制砂混凝土的抗凍性;適當(dāng)提高機(jī)制砂混凝土中膠凝材料與石粉的比例,可以改善機(jī)制砂混凝土的抗凍性能。當(dāng)石粉含量在5%～10%時(shí),混凝土的工作性能、抗壓強(qiáng)度較好。此外，適量的石粉可以優(yōu)化硬化水泥砂漿的孔結(jié)構(gòu)。

王立華等試驗(yàn)得出在配合比相同時(shí)，石粉含量增大，人工砂混凝土的含氣量和坍落度線性減小，抗壓強(qiáng)度線性增大。石粉含量增大 10%，含氣量減小 2.5%，坍落度平均減小 5.5cm，抗壓強(qiáng)度平均增大 15.8%。

趙順波等對(duì)機(jī)制砂水泥砂漿進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)制砂石粉具有吸水效應(yīng)、形態(tài)效應(yīng)和填充效應(yīng)。M5、M10、M15砂漿最佳石粉含量為10%～15%之間，M20 砂漿最佳石粉摻量為 15%～20%之間。

劉秀美等配制C40機(jī)制砂混凝土認(rèn)為石粉含量的適度增加可以改善混凝土工作性，增加抗壓強(qiáng)度。石粉的最大摻量在不同機(jī)制砂中其值不同，球形度越好的機(jī)制砂，石粉含量限值越大。

王稷良選取石灰?guī)r石粉進(jìn)行石粉含量的試驗(yàn)，認(rèn)為對(duì)于不同強(qiáng)度等級(jí)的機(jī)制砂混凝土石粉含量存在不同的最佳范圍。C30混凝土最佳范圍在10%～15%，而C60混凝土的最佳含量介于7%～10%，而C80混凝土的最佳石粉含量介于3%～5%之間。

以上關(guān)于石粉含量的研究均說明，機(jī)制砂中適量石粉含量不但可以提高混凝土的力學(xué)性能，而且在一定范圍內(nèi)可以改善抗凍性、抗腐蝕性等耐久性指標(biāo)。

4  結(jié)語

總結(jié)文獻(xiàn)資料的研究得出以下結(jié)論：

1  目前機(jī)制砂制砂設(shè)備和工藝，能夠生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的機(jī)制砂替代天然河砂，滿足機(jī)制砂混凝土的工作性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和耐久性的要求。

2  利用機(jī)制砂完全可以配制出滿足設(shè)計(jì)和施工要求的高性能機(jī)制砂混凝土。

3  機(jī)制砂混凝土配合比設(shè)計(jì)區(qū)別于天然河砂混凝土配合比設(shè)計(jì)。建議重新選取計(jì)算公式的修正系數(shù)，綜合考慮強(qiáng)度、和易性、體積穩(wěn)定性等對(duì)水膠比、砂率和漿骨比等得影響。

4  機(jī)制砂中適量的石粉可以改善混凝土的各項(xiàng)性能。石粉的最佳含量主要受機(jī)制砂的級(jí)配、細(xì)度模數(shù)、水泥標(biāo)號(hào)、外加劑和混凝土強(qiáng)度等因素的影響。

南京鑄實(shí)依托于巴斯夫，立足科技！

巴斯夫最新推出

有抗泥效果的降粘性母液

掃一掃即得樣品

銷售熱線：025-85435589

手機(jī)：138 0516 1976 

評(píng)論       

注明：本文章來源于互聯(lián)網(wǎng)，如侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系客服刪除！