混凝土原材料——細(xì)骨料

1、混凝土原材料細(xì)骨料砂石骨料是當(dāng)前混凝土材料研究中的薄弱環(huán)節(jié)，毋容置疑，但砂石骨料的研究是滯后于混凝土研究的。一直以來沒有能夠建立砂石特性和混凝土性質(zhì)之間的定量關(guān)系，更談不上定量化、數(shù)值化”，造成骨料的研究一直停留在含糊的定性水平。砂石骨料在混凝土中不僅僅是起到骨架作用，其白身的的材質(zhì)、強(qiáng)度、吸水率、以及不同的形成條件（表面特征）和不同的生產(chǎn)工藝（空隙率、顆粒形狀等）都對混凝土膠凝材料用量、外加劑用量以及拌合后的工作性能、力學(xué)性能和耐久性產(chǎn)生較大影響。長期以來混凝土企業(yè)管理人員長期形成的重膠凝材料，輕砂石”觀念認(rèn)為水泥等膠凝材料是影響混凝土質(zhì)量的根本，控制住膠凝材料質(zhì)量就能控制住混凝土質(zhì)量?；炷?/p>

2、土中常用細(xì)骨料為砂，按來源可以分為天然砂和機(jī)制砂。（1）細(xì)度某數(shù)與顆粒級配砂子按其細(xì)度模數(shù)分為粗砂（3.13.7）、中砂（2.33.0）、細(xì)砂（1.62.2）。砂的細(xì)度模數(shù)與砂的顆粒級配有聯(lián)系又有區(qū)別，一般來說砂的顆粒級配決定細(xì)度模數(shù)，砂的細(xì)度模數(shù)反映顆粒級配的狀態(tài)。同一細(xì)度模數(shù)的砂可以有多種級配，砂的細(xì)度模數(shù)相同不代表砂的級配相同見表1。表1砂的細(xì)度模數(shù)均為3.0的中砂，級配不同序號篩孔4.75mm2.36mm1.18mm0.60mm0.30mm0.15mm篩底篩余(g)4992909186893中砂1百分比(%)9.818.418.018.217.217.80.6篩余(g)42899399

3、87828中砂2百分比(%)8.417.818.619.817.416.41.6砂的級配是與細(xì)度模數(shù)完全不同的兩個不同的概念。砂的顆粒級配用級配區(qū)表示，以級配區(qū)或級配曲線判定砂級配的合格性。砂級配對混凝土的工作性能具有顯著影響，粒徑A1.18mm勺顆粒主要影響混凝土的泌水性，粒徑1.18mm的顆粒主要影響混凝土的保水性和黏聚性，為保證混凝土良好的工作性能，兩者的含量比例保持在1:2左右，且4.75mm、2.36mm和1.18mm三個篩檔累計篩余百分率按2:3:1進(jìn)行控制。0.3mm以下顆粒含量的大小對混凝土的工作性、抹面和泌水也很重要。對于中低強(qiáng)度等級混凝土，0.3mm以下顆粒含量至少應(yīng)達(dá)到1

4、5%,含量20%時混凝土工作性較好；而對于高性能混凝土，由于膠凝材料用量大，混凝土中膠凝材料能保證其粘度，砂的顆粒在0.6mm篩的累計篩余大于70%,0.3mm篩的累計篩余為85%95%。如，C30混凝土適合的級配區(qū)為II區(qū)上限偏下區(qū)域，且0.150.6mm顆粒分計篩余合適范圍為35%50%,1.184.75mm分計篩余合適范圍為10%30%;C50混凝土適合的級配區(qū)為中值和下限之間偏上區(qū)域，且0.150.6mm顆粒分計篩余合適范圍為30%40%之間，1.184.75mm顆粒分計篩余合適范圍為30%50%。(2) 含泥量砂中含有大量的層狀吸水泥土礦物成分，會吸收大量的拌合水，使拌合物中白由水減

5、少，混凝土流動性變差。聚愈酸減水劑對含泥量非常敏感，當(dāng)混凝土中的含泥量小于3%以下時，含泥量對減水劑的影響較小，含泥量大于3%,隨著含泥量的增加，減水劑的效果迅速降低。一般來說，含泥量v3%時，隨著含泥量增加坍落度減低，但對混凝土的工作性影響較??；當(dāng)含泥量大于3%時，隨著含泥量的增加，混凝土拌合物的初始坍落度降低，混凝土的坍落度經(jīng)時損失加快。在混凝土硬化過程中，一方面泥的存在會阻礙水泥石與骨料之間的粘結(jié)，容易形成結(jié)構(gòu)的薄弱區(qū)，使得混凝土的強(qiáng)度下降。另一方面，較細(xì)的泥顆粒，比表面積大，而且不會水化，混凝土攪拌后吸收了大量的白由水，隨著混凝土的水化或這些白由水蒸發(fā)后，在有泥存在的區(qū)域形成嚴(yán)重的薄弱

6、區(qū)。當(dāng)含泥量<3%勺情況下，混凝土強(qiáng)度受到的影響較小，同強(qiáng)度混凝土抗壓強(qiáng)度無論是3d、7d還是28d齡期的強(qiáng)度都隨砂中含泥量的增加明顯地降低。當(dāng)3時，含泥量每增加1%,混凝土28d強(qiáng)度降低3%左右。(3) 含水率含水率時攪拌站生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制最重要的指標(biāo)之一，砂含水率的波動對混凝土拌合物狀態(tài)影響比較大。砂含水率波動1%,混凝土拌合物生產(chǎn)用水量變化8kg/m3左右，拌合物坍落度變化2040mm。生產(chǎn)時，應(yīng)時刻對砂含水率進(jìn)行監(jiān)視，將用水量控制到一定范圍內(nèi)，保持混凝土工作性的穩(wěn)定。(4) 含石率含石率是指細(xì)骨料中粒徑超過4.75mm的顆粒含量，其含量的大小對混凝土拌合物和易性具有重要影響，也

7、是調(diào)整砂率的主要原因之一。目前，砂中含石率問題越來越突出，生產(chǎn)時應(yīng)予以重視。(5) 泵送混凝土為什么優(yōu)先選用中砂因為中砂的級配合理，0.3mm以下的顆粒含量能達(dá)到15%左右,此部分顆粒在混凝土的砂漿中于泵管內(nèi)緊貼管壁，摩擦阻力很小，有利于泵送。粗砂摩擦阻力大，不利于泵送。細(xì)砂的表面積大，在同等強(qiáng)度下多使用水泥，開裂的幾率高。(6) 好砂子的質(zhì)量有幾項要求有以下幾項：1. 粒級分布符合中砂要求；2. 粒徑為中砂，大于10mm的顆粒含量較少，最多不超過10%;3. 無泥蛋，大泥塊，含泥量不超過3%;4. 無樹根，草根，爛泥，塑料袋等雜物。(7) 機(jī)制砂混凝土與天然砂混凝土1. 機(jī)制砂與天然砂工作性

8、對比機(jī)制砂與天然砂相比，由于有一定數(shù)量的石粉，使得機(jī)制砂混凝土的和易性得到改善，可在一定程度上改善混凝土保水性、泌水性、粘聚性，使得混凝土易于成型振搗。這些作用在低標(biāo)號混凝土中特別明顯，尤其是在實行水泥新標(biāo)準(zhǔn)之后，水泥強(qiáng)度普遍提高。配制混凝土?xí)r很難解決強(qiáng)度富裕過大與工作性之間的矛盾，機(jī)制砂中的石粉很好地解決了這個矛盾，即在低水泥用量情況下，配制出工作性符合要求的混凝土。但在高標(biāo)號混凝土中，對機(jī)制砂中的石粉均進(jìn)行了嚴(yán)格的限制，因為在高標(biāo)號混凝土中水灰比較小，石粉的存在嚴(yán)重影響了混凝土的工作性，一般機(jī)制砂砂中石粉含量限制在7%以下。2. 混凝土強(qiáng)度比較在同等條件下，用機(jī)制砂配制的混凝土比天然砂配制

9、出的混凝土強(qiáng)度略高。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)。機(jī)制砂提高混凝土的強(qiáng)度是由于石粉填充了混凝土中的孔隙，且0.08mm以下的石粉可以與水泥熟料生成水化碳鋁酸鈣。機(jī)制砂增強(qiáng)混凝土的主要原因是由于石粉的存在可以較明顯改善混凝土的孔隙特征，改善漿一集料界面結(jié)構(gòu)，并且混凝土晶相有不同程度的改變。并認(rèn)為就強(qiáng)度而言石粉的最佳含量為7%。根據(jù)已有的研究：石粉對水泥具有增強(qiáng)作用，認(rèn)為石粉在水泥水化反應(yīng)中起晶核作用，誘導(dǎo)水

10、泥的水化產(chǎn)物析晶，加速水泥水化并參加水泥的水化反應(yīng)，生成水化碳鋁酸鈣，并阻止鈣磯石向單硫型的水化硫鋁酸鈣轉(zhuǎn)化。3. 混凝土抗?jié)B性比較由于混凝土的抗?jié)B性主要與其孔結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此大多數(shù)人認(rèn)為機(jī)制砂中的石粉是其提高的主要原因?；炷恋难芯空哒J(rèn)為：機(jī)制砂中的石粉只是一種有效的填料，雖然不具有活性，但提高了混凝土的密實性，增強(qiáng)了水泥石與骨料界面粘結(jié)；而有人則認(rèn)為石粉能加速C3S的水化，并與C3A、C4AF反應(yīng)生成結(jié)晶水化物，并能改善水泥石的孔隙結(jié)構(gòu)，因此抗?jié)B性能得到提高。(8) 關(guān)于機(jī)制砂中的石粉長期以來，由于石粉和泥都是砂中粒徑小于0.075mm的顆粒，在沒有引入亞甲藍(lán)試驗方法以前，缺乏鑒定的依據(jù)。一

11、般認(rèn)為石粉是對商品混凝土有害的，因為缺乏科學(xué)的了解，人們都以為石粉不能加以利用。有的地方甚至不惜浪費時間、精力和錢財，想盡辦法來除去砂中的石粉。其實，許多的國內(nèi)外專家都認(rèn)為，商品混凝土中加入適當(dāng)?shù)氖凼怯泻锰幍摹C(jī)制砂商品混凝土中的石粉的作用有三個1水化作用有研究表明，水化早期形成的鈣磯石會在后期向單硫型硫鋁酸鈣轉(zhuǎn)化，這會降低水泥石的強(qiáng)度，但是加入含有碳酸鈣的石粉，就可以有效解決這個問題；另外，石粉是以碳酸鈣為主的，而碳酸鈣可以和C3A發(fā)生水化反應(yīng)，形成水化碳鋁酸鈣，從而提高了商品混凝土的強(qiáng)度。2填充作用石粉可以填充商品混凝土中的空隙，充當(dāng)商品混凝土的填料，以此增加商品混凝土的密實度，從而起到惰性摻合料的作用。對于膠凝材料用量少、拌合物性能差的特點，只要使用中、低強(qiáng)度等級的機(jī)制砂商品混凝土，就可以得到有效的彌補。3保水增稠功能機(jī)制商品混凝土中有石粉，可以降低商品混凝土拌合物離析和泌水的風(fēng)險。因為石粉可以吸收商品混凝土中的用水，無形中增加了商品混凝土的單方用水量，所以石粉含量越高，商品混凝土的粘度就越大；另外，加入石粉也可以減少商品混凝土的收縮，補償商品混凝土后期水化用水，因為，即使商品混凝土硬化了，以前被石粉吸收的水分也會漸漸釋放。石粉含量應(yīng)該適量。機(jī)制砂中石粉的主要成份為碳酸鈣，但水化