机制砂、天然砂及特细砂的混合使用

郑兴民，李青青，陈松玉

（1.无锡市德济商品混凝土有限公司，江苏　无锡　214000；2.吴江市润建商品混凝土有限公司，江苏　吴江　215200）

机制砂、天然砂及特细砂的混合使用

郑兴民1，李青青1，陈松玉2

（1.无锡市德济商品混凝土有限公司，江苏无锡214000；2.吴江市润建商品混凝土有限公司，江苏吴江215200）

本文采用机制砂、天然砂和特细砂混合使用，不但在混凝土拌合物性能及硬化后的强度和耐久性上取得与单用天然砂相同的效果，更在经济效益与确保质量方面比单用天然砂更胜一筹。

机制砂；混合砂；质量；经济效益

0　前言

随着过去 10 年的大规模建设，我国的天然砂资源日渐枯竭，再加上天然砂的分布不均匀，导致目前天然砂的质量是越来越不稳定，而且价格一路高涨。在江苏省这种情况愈加明显，于是使用机制砂代替天然砂便是大势所趋。

机制砂是岩石经过除土开采、机械破碎筛分而成的，公称粒径小于 5.00mm 的岩石颗粒。由于机制砂颗粒粗，细度模数大，一般都在 3.2 以上，所以实际使用过程中，都是机制砂和天然砂混合使用，以调整混合砂的细度和区间，本文主要就此进行试验研究与探讨。

1　试验所用的原材料

水泥： P•Ⅱ52.5，主要性能指标如表 1。

表1　水泥的主要性能

粉煤灰： F 类 Ⅱ 级粉煤灰，相关性能指标如表 2。

表2　粉煤灰的主要性能　　　　　　　%

矿粉：张家港恒昌建材生产的S95，相关性能如表 3。

表3　矿粉的主要性能

外加剂：HPCA 泵送剂，掺量为 1.4%，相关性能指标如表 4。

表4　HPCA 泵送剂的主要性能

石子：选用低碱活性的由浙江生产的粒径为 5～25mm 连续级配的碎石，压碎值为 8.2%，针片状含量 7.5%，含泥量为0.6%。

机制砂：细度模数3.5，相关性能如表 5。

表5　机制砂的主要性能

天然砂：湖砂，细度 2.5，相关性能如表 6。

表6　天然砂的主要性能

特细砂：江砂，细度模数 0.9，相关性能如表 7。

表7　特细砂的性能指标

2　配合比的确定

选用了 3 个配合比，编号分别为 A、B、C。A 为纯天然砂配合比（砂细度模数 2.5），B 为机制砂和特细砂混合配合比（比例为 65∶35，混合砂细度模数为 2.6，混合砂的相关性能指标如表 8），C 为机制砂、天然砂和特细砂混合配合比（比例为 45∶35∶20，混合砂细度模数为 2.6，相关混合砂的性能指标如表9），配合比相关材料用量如表 10。

表8　机制砂和特细砂比例为65∶35的混合砂相关性能

表9　机制砂、天然砂和特细砂比例为 45∶35∶20 的混合砂相关性能

表10　A、B、C 各种配合比材料用量　　　kg/m3

混凝土拌合物的各项性能及立方体抗压强度如表 11。

表11　混凝土拌合物各项性能及抗压强度

对 A 和 C 的混凝土试件进行抗水渗透试验，水压从0.1MPa 开始，每 8h 增加 0.1MPa，直到 1.1MPa，A 和 C 试件都未出现渗水现象，测得A和C的渗水高度分别为25mm和28mm。

3　讨论分析

由于机制砂表面粗糙，棱角多，针片状含量也多，而且细度模数偏大，尤其是 0.315mm 大多低于 15%，因此不宜单独拌制混凝土，特别是泵送混凝土。而特细砂，由于0.315mm 以下过多，造成比表面积增大，引起用水量增多，进而造成强度的降低，按照 JGJ 52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》条文说明，特细砂宜配制低流动度混凝土，最小水泥用量应比一般混凝土增加 20kg/m3，再加上流动性不良，所以不适合拌制泵送混凝土，B 配合比中所用的混合砂，由于只用了机制砂和特细砂，造成 2.5mm 以上和 0.315mm 以下偏多，混合砂总体级配不良，0.315mm 筛余量为 14.3%，低于泵送混凝土要求15%以上，空隙率也比较大，因而拌制的混凝土和易性不良及出现离析泌水现象，坍落度损失也比较大。

而按一定比例将机制砂、天然砂和特细砂混合后能弥补以上的不足，使混合砂的级配及空隙率得以改善，完全达到了 Ⅱ 区的要求，0.315mm 筛余量为 23.6%，在混凝土拌合物各项性能和强度方面取得了与单用天然砂相同的结果。并且由于孔隙率小，密实度高，改善了混凝土孔隙结构，所以抗水渗透性能也好，达到了常用抗渗等级 P8 的要求。

4　工程应用

某工程楼面 C30 泵送混凝土 150m3，所用配合比中的砂为机制砂、天然砂和特细砂的混合砂，浇筑过程中混凝土和易性良好，无论标养试块或同样试块，强度都达到了设计要求，且至今一年多未发现混凝土起砂或混凝土开裂情况。

5　经济效益

天然砂的价格目前为 58 元/吨，机制砂为 45 元/吨，特细砂为 25 元/吨，同等效果下，混合砂比单用天然砂的成本也节约不少。

由于天然砂的质量不稳定，现在采取机制砂、天然砂和特细砂的混合使用，可以灵活地调整砂的细度及级配，保证了混凝土的泵送性能和质量。

6　结论

（1）采用机制砂、天然砂和特细砂混合后的混凝土，不管在混凝土拌合物性能，以及在混凝土硬化后的强度和耐久性方面，都达到了单用天然砂相同的效果。

（2）采用机制砂、天然砂和特细砂混合后的混凝土，不但取得经济效益，更在灵活调整砂的细度和级配上比单用天然砂更胜一筹，确保了混凝土的质量。

［通讯地址］江苏省南通市南通建龙商品混凝土有限公司（215300）

郑兴民（1977-），男，工程师。