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機(jī)制砂配置的混凝土怎么樣？
2022-11-14 15:36
機(jī)制砂是由機(jī)械破碎、篩分制成的，粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖的顆粒，用專門的制砂機(jī)生產(chǎn)，多數(shù)呈灰白色或黑色，一般含有10-15%左右的石粉(粒徑小于75um的巖石顆粒)，級(jí)配中大于2.36mm和小于0.15mm的顆粒偏多，細(xì)度模數(shù)普遍在3.0-3.7內(nèi)，粒形多呈三角體或方矩體，表面粗糙。
關(guān)于機(jī)制砂的研究工作，國(guó)外時(shí)間較早，美、英、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家使用人工砂已有幾十年的歷史，將人工砂納入其國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間至少30年以上。如20世紀(jì)80年代日本的天然集料與人工集料的比例，大約為0.9:1，至20世紀(jì)90年代則降為0.5:1。
國(guó)內(nèi)對(duì)機(jī)制砂混凝土的研究應(yīng)用起于上世紀(jì)60年代，由于一些建設(shè)工程的環(huán)境條件所限，我國(guó)水電、建筑部門就開(kāi)始用當(dāng)?shù)厥倪M(jìn)行機(jī)制砂的生產(chǎn)工藝、技術(shù)性能、應(yīng)用于混凝土和砂漿的研究，并開(kāi)始在工程上使用。從70年代起，貴州省已在建筑上大規(guī)模使用機(jī)制山砂，并制定了地方標(biāo)準(zhǔn)。以后，云南、河南也相繼出臺(tái)了人工砂地方標(biāo)準(zhǔn)或使用規(guī)程。由于機(jī)制砂顆粒形狀粗糙尖銳、多棱角，并且機(jī)制砂顆粒內(nèi)部微裂紋多、空隙率大、比表面積大，加上石粉含量高等特點(diǎn)，造成機(jī)制砂混凝土與天然河砂混凝土相比有較大的差異。
在工作性方面，機(jī)制砂與天然河砂相比，由于顆粒表面粗糙、多棱角，且有一定數(shù)量的石粉，一般認(rèn)為機(jī)制砂混凝土坍落度較小，且石灰石質(zhì)石粉可很好地改善混凝土的泌水性和粘聚性，使得混凝土易于成型振搗。
在力學(xué)性能方面，強(qiáng)度是混凝土作為工程設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制的重要依據(jù)，是更受混凝土工作者關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題。
在同等條件下，用機(jī)制砂配制的混凝土比天然砂配制出的混凝土強(qiáng)度略高，在低強(qiáng)混凝土中表現(xiàn)更突出。有研究認(rèn)為：由石灰石破碎而成的機(jī)制砂，其成分是碳酸鈣，處于高濃度氫氧化鈣中，其表面會(huì)發(fā)生微弱化學(xué)反應(yīng)，天然砂成分中二氧化硅含量高，不能發(fā)生類似反應(yīng)；且機(jī)制砂質(zhì)地堅(jiān)硬，有新鮮界面，表面能高；機(jī)制砂表面粗糙、棱角多，有助于提高界面的粘結(jié)。
混凝土的變形如同強(qiáng)度一樣，也是混凝土的一項(xiàng)重要的力學(xué)性能?；炷凉こ淘诔惺芎奢d后或在使用環(huán)境中，會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的變形，也往往會(huì)引起混凝土的開(kāi)裂以至破壞。它包括彈性變形（彈性模量）、收縮變形。
混凝土的干縮性能直接影響混凝土的裂縫，進(jìn)而影響混凝土的耐久性。與常規(guī)細(xì)骨料(石粉含量3%)相比，石粉含量(此文指粒徑小于0.16mm的細(xì)粉)為16%和12%的混凝土干縮率分別增大12.8%和4.8%，即石粉含量在12%以下時(shí)，干縮率增大緩慢，石粉含量大于12%時(shí)，干縮率迅速增大，并認(rèn)為主要是由于小于0.075mm的石粉顆粒在混凝土拌和物中起到增加水泥漿含量的作用。
在耐久性方面，在配制C40混凝土?xí)r，提出采用50%的石屑替代50%河砂以提高混凝土的抗凍性，并得到較好的結(jié)果，其中采用石屑替代的經(jīng)200次凍融循環(huán)后比未替代的強(qiáng)度少損失9.96，并認(rèn)為主要是石粉在一定程度上改善了混凝土的毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)，提高了混凝土的抗凍融性。
由于在配制中低強(qiáng)度機(jī)制砂時(shí)很少摻用外摻材料和外加劑，故早期的機(jī)制砂混凝土研究多集中在石粉對(duì)中低強(qiáng)度機(jī)制砂混凝土工作性、力學(xué)性能、耐久性等性能等方面。
隨著混凝土工程與技術(shù)的發(fā)展，機(jī)制砂混凝土也逐步朝著高性能的方向展，并且取得了一定的成果。在機(jī)制砂中低強(qiáng)度混凝土中，由于其沒(méi)有摻加外摻材料，因而對(duì)機(jī)制砂混凝土的研究主要集中在石粉對(duì)混凝土性能的影響上。但對(duì)于高性能機(jī)制砂混凝土，由于配制時(shí)組份更加復(fù)雜，在普通混凝土的基礎(chǔ)上添加了外摻材料和外加劑等，而且其各組份對(duì)高性能機(jī)制砂混凝土在干縮、彈性模量、抗凍、徐變、收縮等性能等方面的影響規(guī)律均未見(jiàn)有詳細(xì)系統(tǒng)的研究。
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