机制砂比表面积对混凝土性能的影响

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发布时间：2021-09-25

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机制砂比表面积对混凝土性能的影响
季韬，李锋，庄一舟，梁咏宁，朱荣军，左国庆，周丰
(福州大学土木工程学院，福建福州 350108)
摘要：测定原河砂和原机制砂及其每个筛分区间砂的比表面积，验证砂比表面积测试仪器和计算方法的可靠性。配制了同批而不同比
表面积的河砂和机制砂，设计了河砂混凝土和机制砂混凝土各 3组，分别测试其坍落度和 28 d抗压强度。研究表明：对于相同级配河砂和
机制砂，机制砂具有较大的比表面积；机制砂比表面积对混凝土拌合物的坍落度有显著影响，随着机制砂比表面积的增大，混凝土拌合物
的坍落度减小；但机制砂比表面积对混凝土抗压强度的影响较小。建议给出机制砂比表面积控制指标，以体现机制砂的粒形和表面特征。
关键词：机制砂；混凝土；比表面积；抗压强度；坍落度
中图分类号： TU528．041 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2011)02—0080—03
Effect of specific su~ace area of m anufactured sand on concrete behaviors
Tao，LIFeng，ZHUANG Yi—zhou，LIANG Yong-ning，ZHURong-jun，ZUO Gun—qing，ZHOUFeng
(College ofCivil Engineering，Fuzhou University，Fuzhou 350108，China)
Abstract： The specific surface areas ofprim ary river sand and primary manufactured sand，and their sieve—sized region sands were measured，
and the validity ofthe testing device and calculation method of sand specific surface area has been verified．M eanwhile，three groups ofriver sand
concretes with the prepared river sands and three groups ofm anufactured sand concretes with the prepared m anufactu red sands were designed and
m ixed．Also，their slum p and 28 day compressive strength were tested．The study results reveal that，for the river sand and manufactured sand with
the sam e grading，the manufactured sand has larger specific surface area；that the specific surface area of manufactured sand has sign ifican t influ—
ence on the slump offlesh concrete，which decreases with the increase ofthe specific surface area ofmanufactured sand；that the effect ofthe spe—
cific surface area of man ufactured sand on concrete compressive strength can be ignored．A control index of the specific surface area of manufac—
tured sand should be advised in order tO reflect the san d gr ain shape and surface characteristics．
Key w ords： manufactured sand；concrete；specific surface area；compressive strength；slump
0 引言
混凝土是最大宗的建筑材料。目前我国多数地区采用的
是河砂。河砂是不可再生的资源。一些地区破坏河道挖砂，过量
的开采危及江、河堤岸的稳定及桥梁的安全_l_。随着全球乃至我
国大力提倡可持续发展、低碳经济、节能环保、水土保持以及一
系列政策、法规及制度的建立，其开采量受到严重制约，寻找河
砂的替代材料是面临的紧迫问题[zl。因此，利用当地的岩石资源
或工程弃置的废石(如尾矿、建筑废弃物、工程挖方和隧道弃渣
等 )生产机制砂，全部或部分替代混凝土中的河砂成为必然的
趋势。
国内外学者对机制砂混凝土的研究主要集中在机制砂破
碎方法f3]、石粉、泥粉[61等对机制砂混凝土性能(强度、坍落度
和耐久性等 )的影响，很少有学者对机制砂的比表面积开展研
究。实际上，由于生产机械和工艺的不同，所生产机制砂的粒形
及表面凹凸程度是不同的，机制砂的比表面积也是不同的。采用
比表面积较大的机制砂，达到相同坍落度所需要的浆体量较多，
这增加了混凝土成本，也增加了混凝土收缩、开裂风险。
本研究从机制砂比表面积测试和计算方法人手，设计了砂
收稿日期：2010-10—12
基金项目：国家自然科学基金项目(51078090)
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比表面积不同的河砂混凝土和机制砂混凝土各 3组，研究砂比
表面积对混凝土坍落度和强度的影响。
1 原材料
水泥：福建炼石牌 P·0 42．5级水泥。
原河砂：闽江中砂，表观密度为 2 632 kg／m ，堆积密度为
1 606 k m ，细度模数为 2．32，级配如表 l。
表 1 原河砂筛级配