人工砂取代河砂在混凝土中的应用

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1、广东建材2015年第1期材料研究与应用人工砂取代河砂在混凝土中的应用豆晓玲(东莞市建生混凝土有限公司)【摘要】因天然砂资源有限以及出于对环境的保护，工程建设中逐渐采用人工砂取代天然砂。本文通过对不同种类的人工砂进行大量的试验研究，从而分析人工砂取代河砂在混凝土中的应用情况，主要针对的是人工砂的特性和人工砂混凝土的性能，最后阐述人工砂在混凝土中的应用能够取得良好的经济效益和社会效益。【关键词】人工砂；混凝土；性能1引言我国天然砂的产源具有地域性的区别，其资源是有限的，同时如果大量开采会造成生态环境的破坏。随着我国工程建设事业的迅猛发展，越来越多天然砂被消耗了，因此天然砂的数量和质量不断减少，随之

2、增长的是天然砂的价格，在这种情况下，迫切需要寻求新的砂资源取代天然砂[1]。人工砂是一种新型的建筑用砂，在全世界范围内已经批准使用。人工砂在混凝土中的应用，不仅可以解决天然砂资源有限的问题，同时还能有效地满足混凝土的需要。在混凝土的生产过程中，合理地利用人工砂，在降低资源消耗的基础上可以有效地提高混凝土的性能，这对我国环境保护具有非常重要的意义[2]。因此，人工砂取代河砂在混凝土中的应用，具有良好的经济效益和社会效益，符合我国国情发展的需要。2人工砂的基本特性根据我国建筑用砂标准，按照砂来源的不同分成两种，分别为天然砂和人工砂。其中天然砂主要包括河砂、湖砂、山砂及淡化海砂，而人工砂主要是指经除

3、土处理的机制砂和混合砂[3

4、。机制砂主要是岩石颗粒采用机械破碎的方式制作而成，并用筛去除粒径超过4．75衄的颗粒，但是岩石原料不采用软质岩和风化岩。人工砂具有以下几点重要的基本特性：(1)人工砂是采用机械破碎的方式制作而成，因此颗粒表面较为粗糙，棱角较多，这会降低用人工砂拌制而成的混凝土的和易性，从而导致混凝土出现较大的泌水率，但是人工砂存在着部分石粉，这在一定程度上可以改变混凝土的工作性能。(2)通常情况下，在同一个工程中，混凝土中所采用的人工砂和碎石往往是采用同一种母岩原料制作而成的，因此这两者的热学性能一致，在大体积混凝土中应用热学性能一致的人工砂和碎石能够提高施工效果。(3)对人工砂的

5、颗粒组成进行分析，颗粒粒径在2．36咖以上的粗颗粒含量较多，颗粒粒径在0．015111In以下的细粉粒含量也较多，而中间颗粒的含量则较少[4]。(4)通常情况下，人工砂存在着部分石粉，石粉的存在可以有效地改善集料的级配，同时在混凝土中还可以起到润滑和填充的作用，因此能提高混凝土的工作性能，同时改善混凝土的密实度、强度以及抗渗性能。在拌和物中，石粉的存在能够提高固体粒子的总体比表面积，比表面积直接关系到混凝土拌合物的粘聚性、保水性以及离析泌水率，比表面积越大，粘聚性和保水性越大，而离析泌水率越小；同时比表面的增加，也会提高混凝土的用水量[5]。3试验材料3．1砂子本试验中所采用的人工砂分别来自不

6、同的石矿厂，表1天然砂和^．工砂的物理特性一19—材料研究与应用广东建材2015年第1期均为碎石生产过程中所产生的下脚料。对所生产的人工砂进行分析，其结果表明，人工砂中石粉的含量较大，级配较差，不够理想，颗粒较粗，粒性特征较差。本试验中所采用的天然砂为河砂，含石率为32％，对其颗粒组成进行分析，结果表明颗粒级配一般。表1为本工程中所采用的天然砂和人工砂的物理特性。3．2水泥本试验中所采用的水泥为佛山海螺P·042．5水泥，其标准稠度用水量为27．2％，经过试验得到28d抗压强度为48．6MPa，安定性满足要求。3．3掺合料本试验中所采用的掺合料主要包括粉煤灰和矿粉。其中粉煤灰主要采用II级粉煤

7、灰，需水量比为103％，经过0．045咖筛的筛余量为17．6％。矿粉采用的是S95级矿渣粉，比表面积达到425m2／kg。在混凝土中按一定比例掺加这两种掺合料，可以有效改善混凝土的工作性能，同时节约水泥的用量，降低工程成本。3．4减水剂本试验中所采用的减水剂为LX一9A型高性能聚羧酸减水剂，其含固量为10％，密度为1020kg／m3，减水率为29％。3．5碎石本试验中所采用的碎石级配为5～31．5mm连续级配，压碎指标为8．6％。4人工砂混凝土试验配合比表2为人工砂混凝土试验配合比。通过不同配合比的试验，可以了解到在中低强度等级的混凝土中加入不同品质的人工砂代替部分河砂，会对混凝土性能和力学性

8、能产生的影响。表2人工砂混凝土试验配合比5试验结果及分析表3为不同人工砂不同替代率所拌制的混凝土的试验结果。S卜0和S2一O为按照两种不同的试验配合比所配制的混凝土，以此为基准，其中0代表人工砂的替代率为0％，即砂子全部采用纯天然砂，根据泵送混凝土的要求，设计坍落度为180唧，在混凝土配制过程中通过调整用水量使每组试验均保持在相同坍落度的状态下。5．1新拌混凝土性能从表3的试验结果中，我们可以了解