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機(jī)制砂的特性
2023-03-07 14:09
進(jìn)入高速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)，混凝土成為了主要的建筑結(jié)構(gòu)材料。砂作為混凝土的主要原材料之一，包括有天然砂和機(jī)制砂兩大類。受天然砂資源的可開采量限制，以河砂為主的天然砂資源已經(jīng)無法滿足日益增長(zhǎng)的混凝土用量需求，尤其是我國(guó)西南地區(qū)更為嚴(yán)重。另外，因過量開采天然砂資源，對(duì)自然環(huán)境的造成的影響也越來越大，使用機(jī)制砂替代天然砂在國(guó)內(nèi)已經(jīng)成為混凝土行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。機(jī)制砂已經(jīng)在砂漿、混凝土、砌塊中得到一定程度的應(yīng)用，尤其在云南、貴州等本來天然砂資源就短缺的地區(qū)。
石灰?guī)r建成灰?guī)r，是以方解石為主要成分的碳酸鹽巖。貴州地區(qū)生產(chǎn)石灰?guī)r，并因地質(zhì)環(huán)境條件，形成大量有特色的喀斯特地貌。因此，在貴州地區(qū)生產(chǎn)的機(jī)制砂絕大部分采用石灰?guī)r制備而成。貴州地區(qū)推廣機(jī)制砂應(yīng)用始于上世紀(jì)80年代，早期因無法解決混凝土工作性不良、強(qiáng)度不佳等難題而一度停滯。本世紀(jì)初以來，在積極研發(fā)、吸收新混凝土技術(shù)的基礎(chǔ)上，機(jī)制砂混凝土推廣引用得到快速發(fā)展，目前已經(jīng)開發(fā)出系列石灰?guī)r機(jī)制砂高性能混凝土，并在工程中廣泛應(yīng)用。
根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，機(jī)制砂是經(jīng)除土處理，由機(jī)械破碎、篩分制砂，粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖石的顆粒。
機(jī)制砂自身的主要特點(diǎn)是，目前基本為中粗砂，細(xì)度模數(shù)在2.6～3.6之間，顆粒級(jí)配穩(wěn)定、可調(diào)，含有一定量的石粉，除150μm的篩余有所增加外，其余篩余均多呈三角體或方矩體，表面粗糙，棱角尖銳。由于全國(guó)各地機(jī)制砂的生產(chǎn)礦源不同、生產(chǎn)加工機(jī)制砂的設(shè)備和工藝不同，生產(chǎn)出的機(jī)制砂粒型和級(jí)配可能會(huì)有很大區(qū)別。如有些機(jī)制砂片狀顆粒較多，有些機(jī)制砂的顆粒級(jí)配為兩頭大中間小，但只要能滿足國(guó)標(biāo)中對(duì)機(jī)制砂的全部技術(shù)指標(biāo)，就可以在混凝土和砂漿中使用。河砂與機(jī)制砂的基本物理性能指標(biāo)見下圖。圖中給出了河砂與機(jī)制砂的顆粒形貌。
由機(jī)制砂本身的特點(diǎn)所決定，與條件相同的天然砂相比，在配比設(shè)計(jì)、其他材料成型養(yǎng)護(hù)條件都相同的情況下，用機(jī)制砂配制混凝土的特點(diǎn)是：坍落度減小，混凝土28d標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度提高；如保持坍落度不變，則需水量增加；但在不增加水泥的前提下水灰比變大后，一般情況下，混凝土實(shí)測(cè)強(qiáng)度并不降低。按天然砂的規(guī)律進(jìn)行混凝土配比設(shè)計(jì)，機(jī)制砂的需水量大，和易性稍差，易產(chǎn)生泌水，特別是在水泥用量少的低強(qiáng)度等級(jí)混凝土中表現(xiàn)明顯；而如果根據(jù)機(jī)制砂的特點(diǎn)進(jìn)行混凝土配比設(shè)計(jì)，通過合理利用機(jī)制砂中的石粉、調(diào)整機(jī)制砂的砂率，完全可以配制出和易性很好的混凝土。普通混凝土配比設(shè)計(jì)規(guī)程的配比設(shè)計(jì)方法完全適用于機(jī)制砂。更適合配制混凝土的機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)為2.6～3.0，級(jí)配為2區(qū)。機(jī)制砂在配制添加外加劑的混凝土?xí)r，對(duì)外加劑的反應(yīng)比天然砂敏感。機(jī)制砂配制的高強(qiáng)度泵送混凝土在泵送過程中不易堵泵。正確使用機(jī)制砂的混凝土密實(shí)度大、抗?jié)B、抗凍性能好，其他物理力學(xué)性能和長(zhǎng)期耐久性均能達(dá)到設(shè)計(jì)使用要求。機(jī)制砂特別適于配制高強(qiáng)度等級(jí)混凝土、高性能混凝土和泵送混凝土。
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