广东建材２０１３年第１１期 材料研究与应用 石粉对机制砂混凝土中一些指标的影响 汪富军 （中铁隧道集团工程试验中心） 摘 要：针对石粉在混凝土中发挥的不同作用，通过比较不同石粉含量对混凝土不同性能的影响 得出一些机制砂应用过程中的注意事项和结论，以供在机制砂生产和选用中参考。 关键词：石粉；拌和物性能；混凝土强度；收缩；耐久性 随着各种建设项目的大发展以及自然资源的曰益 液与粗细骨料分离，在中问形成骨料堆积，混凝土流动 稀少，机制砂被许多天然砂缺乏的建设项目所采用，生 性极差，工地现场施工时极易出现大面积漏骨、严重不 产工艺各种各样，但石粉含量永远是控制机制砂质量的 密实等现象；而石粉含量在８％之后，胶凝材料及石粉已 重要指标。石粉是机制砂正常的生产过程的必然产物， 足够提供混凝土正常流动所需的浆液，石粉的需水量大 如果通过水洗、风吸等手段去除石粉，必然增加成本及 的特性就开始体现出来，坍落度随石粉含量的增加快速 能耗，也污染环境，更何况机制砂中的石粉对混凝土产 下降，混凝土也会变得过于粘稠，对捣固、泵送等施工带 ｖ 耄｝释 来不便，所以机制砂石粉宜控制在１０％以内，对高强混 生的影响并不像河沙中的泥粉那样完全有害，如果控制 拗 蝴 ｍ Ⅲ 得当，石粉对混凝土的性能还有很大的促进作用。 凝土由于胶凝材料较多，石粉含量应更小。 ．／—— １一些国家标准中混凝土机制砂石粉含 童的要求 从表ｌ中可以看出，大部分发达国家的标准中规定 的略高于我国，我国于２０１１年对石粉含量从 ７％增加到１０％，是否进一步放宽有待于进一步论证。 表１各国对机制砂石粉含量的最高 】【２＿ ２ ４ ／ ／ ＼ ＼ ＼ ＼ ＼ ６ ８ １Ｏ １２ １４ １６ 国家 中国 日本 印度 美国 澳大利亚 英国 法国 西班牙 界定（＜ｕ ｍ） ７５ ７５ ７５ ７５ ７５ ６３ ６３ ６３ 石粉含量的最高（％） ｌＯ ７ ｌ５～２０ ５，～７ ２５ １５ ｌ２～１８ １５ 石粉音量 ） 图１石粉含量对坍落度的影响 ３石粉对混凝土强度的影响 些文章认为混凝土强度会随机制砂石粉含量的 增加而增加，到一定的含量后下降。原因一：石粉的填充 一作用，从而增加密实度，提高强度；原因二：石粉并非完 全惰性，它在水化的过程中可以与水泥中的Ｃ３Ａ和 一Ｃ４ＡＦ发生反应，生成水化碳铝酸钙，从而改善混凝土的 ２石粉对混凝土拌合物性能的影响 些性能。但这些研究是基于水胶比不变的前提下得出 不可否认，石粉会增加机制砂的比表面积，使混凝 的结论，即单方用水量及胶凝材料不变，单纯看石粉的 土的用水量增加；但另一方面在低标号混凝土中，石粉 增益作用，而忽略了石粉的有害性——需水性。石粉含 能弥补混凝土胶凝材料较少的不足，增加粘稠度，改善 量对混凝土强度的影响应该从整体效果看其起的作用， 混凝土的和易性，而且能补充水泥、掺合料和砂石料的 即石粉含量增加后混凝土的基本性能应保持不变，最主 级配，增加混凝土的流动度。 要是坍落度保持不变，和易性良好。 从图１可以看出，机制砂的石粉含量在８％左右时， 表２为大坍落度混凝土的用水量与强度关系表，从 混凝土的坍落度最大；石粉含量在８％之前坍落度随石 表中可以看出，在石粉含量８％之后，如果需要达到同等 粉的增加而增加，石粉含量较小时，混凝土出现离析，浆 的混凝土工作性能，随着石粉含量的增加，单方用水量 一２１一 材料研究与应用 广东建材２０１３年第１１期 急剧增加，所增加的用水量直接影响混凝土的强度，强 混凝土的趋势。但是混凝土的裂缝往往是前期形成的，度不断下降，而石粉带来的增益作用可以忽略不计。而 在后期发展的，石粉含量较高的混凝土一定要做好养护 在试验过程中发现，当机制砂石粉含量小于８％时，增加 或采取防收缩措施。 用水量都无法达到大坍落度混凝土的工作性能，而增加 石粉含量是改善和易性的一个途径，并不能说明石粉含 ５石粉含量对混凝土耐久性的影响 石粉的掺入对混凝土的密实度增加、和易性的改善 量的增加有利于混凝土强度的增加。要改善混凝土和易 性，完全可以通过改善机制砂的粒形、级配，适当增加粉 有着积极的促进作用，但细粉的增加也会导致混凝土干 煤灰掺量，调整砂率等方式来实现，如果通过调整混凝 收缩增大，出现微裂缝，而损害混凝土的耐久性。从表３可以看出，混凝土的抗渗性能随石粉含量的 土和易性能达到要求，石粉含量越少，混凝土单方用水 量将会越少，混凝土的强度会更高，决不能简单地认为 石粉有助于提高混凝土强度而盲目提高石粉含量，特别 是在高标号混凝土中。 表２大坍落度混凝土的用水量与强度关系 石粉含量 要求 单方用水量 ７天强度 ２８天强度 ／ｋｇ ／ＭＰａ ／ＭＰａ ４ ６ 比ｆ娥ｌ‘向 ］ ：茄 又尬 ｌ、土Ｕ：幺 卅 ８ １５８ ２７．８ ３８．８ １０ ｌ、坍落度２２０ｍｍ；２ ｌ６５ ２５．２ ３６．５ 、水胶比不变。 １２ ｌ７９ ２２．３ ３３．９ ｌ４ ｌ９Ｏ ２Ｏ．９ ３ｌ＿１ １６ ２ｌ０ １９．Ｏ ２９．３ ４石粉含量对收缩的影响 在机制砂使用过程中，工程技术人员除担心其大需 水量外，另外一个担心的事情是其拌制的混凝土的收 缩，从而导致混凝土开裂。有人认为，机制砂混凝土早期 干缩值较河砂混凝土大，这可能是由于机制砂级配不如 河砂、机制砂混凝土砂率比河砂混凝土高以及机制砂混 凝土中小于０．１６ｒａｍ粉末含量较高等因素导致的 ３］。也 有人认为，随着石粉含量的增加，收缩呈下降趋势，并且 比河砂混凝土的收缩值小【４］。 试验通过对河砂、石粉含量６％机制砂和１０％机制砂 进行收缩率对比，从图２可以看出，在５８ｄ龄期前，机制 砂混凝土收缩率大于河砂混凝土，石粉含量高的混凝土 收缩率大于石粉含量低的混凝土；但到后期，收缩率就 比较接近，甚至机制砂混凝土收缩率开始出现小于河砂 ５ｏｏ ，， ●０ｏ ！ ３ｏｏ 基 ／∥ ． ｌｏｏ ０ ０ １０ ２０ ３０ ４Ｏ ５Ｏ ５０ ７Ｏ ８０ ９ｏ １００ 静期（ｄ） 图２不同细骨料的混凝土的收缩率 一２２一 增加而变好，石粉含量的增加使混凝土更加密实，混凝 土中的的毛细通道被石粉所隔断。但石粉含量过大，到 达１８％抗性性能变得不佳，可能是过多的石粉使混凝土 干缩，混凝土内部的微裂纹开始增加。表４从电通量角 度也验证的同一规律，适当的石粉能改善混凝土内部结 构，但过多的石粉反而有害。 表３不同石粉含量混凝土的透水高度 表４不同石粉含量混凝土的电通量 ６结论 （１）机制砂本身存在颗粒粒径差、级配不好等问题， 石粉是改善这一缺陷的材料之一，一定数量的石粉有助 于改善混凝土性能； （２）石粉含量应控制在６％～１０％之间，这时的工作性 能、强度及耐久性最优越，过高的石粉含量会带来需水 量过大或干缩等问题； （３）一定要注意机制砂混凝土早期的养护，防止混凝 土开裂； （４）机制砂的石粉对混凝土的耐久性有一定好处，但 不是越多越好，存在一个最佳值。● 【参考文献】 ［１］建设用碎石卵石［ｓ］．北京：中国标准出版社，２Ｏｌｌ：３． ［２］普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准［Ｓ］．北京：中国建 筑工业出版社，２００６：９６． ［３］李建．石灰石石屑代砂混凝土配制技术研究［Ｊ］．建筑材料学 报，２００１，４（１）：８９—９２． ［４］吴明威．机制砂中石粉含量对混凝土性能影响的试验研究 ［Ｊ］．铁道建筑技术，２０００，（４）：４６—４９．
