摘要：混凝土的原材料对混凝土的工作性能和强度产生巨大的影响。笔者用机制砂和特细枝江砂混合砂配制混凝土做了一些对比试验，通过测试新拌混凝土的坍落度和硬化混凝土的抗压强度，得出结论如下：用机制砂和枝江砂混合砂配制混凝土时，在本实验条件下，机制砂的掺量为50％时，混凝土的工作性和力学性能可以达到一个最佳状态；使用该种混合砂配制混凝土时存在一个最佳砂率，最佳砂率值为35％左右。
关键词：混凝土；机制砂；特细砂；抗压强度
0 前言
人工砂颗粒由于具有棱角和表面较粗糙，因而拌制的混凝土和易性较差，可引起混凝土的较大泌水，但人工砂中通常含有石粉可以部分改善混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能。但石粉含量超过一定的值时，混凝土的粘聚性增强，导致新拌混凝土的坍落度减小，工作性不好，所以应该对石粉含量进行必要的限制。
在相同的水胶比条件下，随着机制砂的亚甲蓝MB值的增大，混凝土坍落度和扩展度下降。对硬化混凝土的抗折强度与7 d抗压强度有明显降低作用，增加了混凝土各龄期收缩值，轻微降低了混凝土的抗氯离子渗透性，显著加快了混凝土的冻融破坏，不利于混凝土的高性能化。
重庆地区多使用特细砂作为混凝土的原料之一，其主要原因是该地区及周边缺少天然中粗砂。单纯使用特细砂配制，混凝土容易分层，施工部位出现厚厚的浮浆层，使硬化后的混凝土的微观结构不均匀。特别是厚大体积混凝土和竖向混凝土的施工，其浮砂厚度为200—500mm。不仅混凝土强度低，而且会导致混凝土出现严重的分层和裂缝，这无疑会严重影响混凝土结构强度和混凝土质量。因此，使用颗粒较粗的机制砂和特细砂混合、合理搭配，用于混凝土配制，具有极强的现实意义。
1 试验用原材料
（1）水泥：重庆拉法基水泥有限公司生产的P.042.5R普通硅酸盐水泥；
（2）机制砂：重庆建工集团机制砂；
（3）天然细砂：重庆腾航建材有限公司配送的湖北枝江砂；
（4）碎石：重庆产5—20mm碎石；
（5）粉煤灰：贵州习水原灰：
（6）矿粉：重庆睿亮建材有限公司生产的S95级磨细矿渣粉；
（7）外加剂：重庆吉升化工有限公司生产的萘系（lons一500）减水剂；
（8）拌合水：为自来水。
2 细度模数对混凝土性能的影响
2.1 机制砂、枝江砂的细度模数和颗粒级配
选用的机制砂的细度模数为2.78，枝江砂选用了细度模数分别为1.03、1.17、1.31、1.48的四种。
2.2 试验配合比
2.3 枝江砂的细度模数对混凝土的工作性能及抗压强度的影响
2.4 试验结果分析
由图1可知，随着试验用枝江砂的细度模数的增大，混凝土拌合物的初始坍落度也随之增加。对于细骨料，砂的细度模数愈小，颗粒愈细，在相同用量下总表面积大，用以包裹其表面并填充砂子空隙的水泥浆需要量也愈多，单位用水量与水泥用量就愈大。由图2可知：①在养护龄期相同的条件下，随着枝江砂细度模数的增大，混凝土的抗压强度也逐渐增加；②随着养护龄期增加，掺有不同细度模数的枝江砂的混凝土抗压强度逐渐增加。
由以上试验结果可以看出，砂的细度模数对所配制的混凝土性能影响较大。所以控制混凝土用砂的细度模数是设计配合比和施工现场保证混凝土工程质量的一个十分有效的途径。
3 枝江砂与机制砂相对含量对混凝土性能的影响
选用的机制砂、枝江砂的细度模数分别为2.78、1.10。
3.1 试验配合比
试验采用C30等级的配合比，水泥用量为290 kg／m3，细骨料为693 kg／m3，碎石为1 120 kg／m3，粉煤灰掺量90 kg／m3，水的为175 kg／m3，外加剂的掺量为2.69％。
3.2 枝江砂与机制砂相对含量对混凝土性能影响
3.3 试验结果分析
由表2可知，随着替代率的增大，机制砂混凝土的抗压强度呈现增大的趋势，但是7d的龄期以后替代率为50％的机制砂混凝土的抗压强度均大于其他替代率的混凝土的强度。这说明：机制砂与天然砂的比例存在着一个最佳掺量，在这个最佳掺量范围内，混凝土的拌合物不但具有良好的施工和易性，而且硬化后的混凝土具有较高的强度。
4 机制砂中石粉含量对混凝土工作性能的影响
机制砂中的石粉主要是磨细的岩石粉末，对水泥起一种惰性掺和料的作用，石粉可以填补混凝土骨料之问的空隙，改善混凝土和易性，提高混凝土密实度，因而提高了混凝土的强度，也有益于混凝土的长期耐久性。
4.1 试验配合比
4.2 不同石粉含量对混凝土抗压强度的影响
4.3 试验结果分析
由表4可知，4—6％石粉含量可增加混凝土坍落度。在胶凝材料用量相同的条件下，不含石粉的机制砂和含有4％的石粉的机制砂配制C30混凝土进行对比试验，结果见表5。
综合表4和表5可以看出，砂中含有少量石粉，混凝土各龄期的抗压强度有所提高，抗拉强度、抗折强度等性能亦均略有提高，然而石粉含量超过一定比例，混凝土各龄期抗压强度则均略有降低。
5 砂率对混凝土性能的影响
试验所使用的砂为混合砂，即枝江砂和机制砂以固定比例混合使用。
5.1 试验原材料
矿粉为S95级磨细矿渣粉，比表面积4 530 cm2／g，掺量为胶凝材的2.0％。细骨料为枝江砂与机制砂的混合料，粗骨料为5—20 mm连续级配的碎石。
5.2 试验配合比
本次试验采用C50的配合比，具体见表6。
5.3 砂率对混凝土性能的影响
5.4 试验结果分析与讨论
由表7可知，混凝土的坍落度随砂率变化的趋势是先随砂率的增大而逐渐增加，而后又降低，表明混凝土坍落度与砂率并不是一个简单的线性关系，是存在一个最佳值。
分析抗压强度试验结果可知，砂率对混凝土抗压强度的影响存在同样的变化趋势，在本实验条件下，最佳砂率值为35%左右。
从上述结果可以发现：砂率对混凝土的工作性、抗压强度均有不同程度的影响。其中混凝土的工作性受砂率的影响尤为显著，且存在最佳砂率值。五组试验均是使用相同水泥用量，在水泥浆含量不变的情况下，砂率过大会造成集料总表面积及隙率的增大，水泥浆将相对减少，造成混凝土拌合物的粘聚性增大流动度降低，如果砂率过小，在粗集料之间不能保证有足够的水泥砂浆也会降低混凝土拌合物的流动性，还易造成离析、流浆等现象。
6 结论
本文主要研究了细骨料的性质对混凝土性能的影响。
通过研究，发现了细骨料性能对混凝土工作性和力学性能的影响规律，并得出以下结论：枝江砂的细度模数增大，在相同用水量和水泥用量的前提下，混凝土的初始坍落度会增大，硬化后的抗压强度也相应提高。用机制砂和枝江砂混合砂配制混凝土时，在本实验条件下，机制砂的掺量为50％时，混凝土的工作性和力学性能可以达到一个最佳状态。混凝土的抗压强度和初始坍落度随着砂率的增大先呈增大趋势，后又逐渐减小，因此在配制混凝土时存在一个最佳砂率，在本实验条件下，最佳砂率值为35％左右。
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编辑：金哲
