机制砂原料、工艺和石粉含量对混凝土性能的影响分析
机制砂原料、工艺和石粉含量对混凝土性能的
影响分析
摘 要： 机制砂具有成本低、环保等特点，作为天然砂的替代产品具有良好的经济效益和环
境效益。但由于机制砂原材料来源各异及机制砂存在诸如表面粗糙、颗粒棱角多、较高的石粉
含量、级配差等问题，在一定程度上限制了机制砂的工程应用。本文阐述了机制砂原材料来
源、制备工艺和石粉含量对混凝土性能影响，提出了机制砂混凝土存在的技术问题和相应解决
对策。结果表明，为了有效控制机制砂对混凝土性能的不利影响，应选择适宜的母岩作为原材
料，并对机制砂的宏观形貌、石粉含量及其吸附性进行控制。
关键词 : 机制砂;混凝土性能;石粉含量;
Abstract： Manufactured sand has the characteristics of low cost and environmental
protection.As a substitute product of natural sand,it has good economic benefits and environmental
benefits.However,the engineering application of manufactured sand is limited to a certain extent due to
the different sources of raw materials and the problems of manufactured sand,such as rough
surface,more grain edges and corners,higher stone powder content,and poor grading.This paper
expounds the influence of raw material source,preparation technology and stone powder content of
manufactured sand on concrete performance,and puts forward the existing technical problems of
manufactured sand concrete and corresponding countermeasures.The results show that in order to
effectively control the adverse effect of mechanized sand on concrete performance,the suitable parent
rock should be selected as the raw material,and the macromorphology, stone powder content and its
adsorbability of manufactured sand should be controlled.
Keyword： manufactured sand; concrete performance; stone powder content;
0 、 引言
随着城市化进程不断推进，混凝土材料的用量逐年攀升，砂作为混凝土的重要组成材料用
量也随之增加。同时由于天然砂的过度开采带来的资源短缺和环境问题也日渐凸显，机制砂作
为天然砂的替代产品将成为未来混凝土的重要组成材料。
机制砂是经除土、机械破碎、筛分制成的粒径<4.75 mm 岩石、矿山尾矿或工业废渣颗
粒，但不包括软质、风化的颗粒。机制砂性能由破碎方法和原材料性质决定[1,2]，机制砂相较
于天然砂存在表面粗糙、颗粒棱角多、较高的石粉含量、级配差[3,4]，从而拌制的混凝土存在
需水量高、和易性差、易离析泌水等问题[5]，同时由于颗粒表面粗糙、棱角多增加了机制砂颗
粒表面与水泥浆体之间界面过渡区面积，从而改善混凝土力学性能[6]。文中主要阐述机制砂原
材料来源、制备工艺、石粉含量对混凝土性能影响研究现状。
1 、机制砂原料来源对混凝土性能影响
根据机制砂原材料的来源不同，机制砂可分为岩石破碎得到的机制砂、尾矿破碎得到的机
制砂和工业废渣破碎得到的机制砂。
1.1 、 岩石破碎得到的机制砂
岩石破碎得到的机制砂由于原材料岩性存在差异，机制砂的微观形貌、表面宏观形态、石
粉含量和级配也存在差异，因此采用不同原材料制备的机制砂对混凝土性能也存在一定差异。
宋少民等[7]选取了安山岩、花岗岩、凝灰岩、石灰岩、石英岩和片麻岩 6种不同岩性的机制
砂，对它们的表面织构和成分进行分析，发现安山岩、石灰岩、石英岩表面光滑，花岗岩、凝
灰岩、片麻岩表面粗糙，除石灰岩属于钙质机制砂以外，其余均属于硅质机制砂。研究考察了
不同岩性机制砂对混凝土和易性和与水泥适应性的影响，结果表明，表面粗糙的机制砂对混凝
土和易性影响较大并且与减水剂的适应性较差，钙质机制砂对混凝土和易性的不利影响整体上
低于硅质机制砂。孙星海等[8]分别采用了以石灰岩为主的机制砂、泥灰岩为主的机制砂和石英
岩为主的机制砂，研究了机制砂岩性对其宏观形貌的影响，结果表明，由于矿物组成及晶相分
布的原因，采用相同破碎方法 3种机制砂的圆形度为泥灰岩为主的机制砂>石灰岩为主的机制
砂>石英岩为主的机制砂，长径比为石英岩为主的机制砂>石灰岩为主的机制砂>泥灰岩为主的
机制砂，当粒级达到0.60mm 这个临界值时破碎颗粒的圆形度和长径比均会有一个较为明显的
变化，此时圆形度最低、长径比最大，孙星海等认为0.60 mm 粒级在胶砂配比中影响高于其他
粒级。
综上所述,从微观形貌上看钙质机制砂相较于硅质机制砂表面显微结构更为粗糙不平,能够
显着提高界面过渡区粘结面积,在一定程度上提高机制砂混凝土的力学性能。从表面宏观形态上
看钙质机制砂相较于硅质机制砂具有更高的圆形度和更低的长径比，圆形度和长径比直接影响
新拌混凝土的工作性能，圆形度较低、长径比较大时混凝土工作性能降低。因此，在选择制备
机制砂的基岩时应对岩石成分进行分析，优先选取钙质基岩为制备机制砂的原料。
1.2 、 尾矿破碎得到的机制砂
常见的尾矿破碎得到的机制砂为铁尾矿机制砂，其是在选矿厂将矿石磨细提取有用组分后
经分级筛分后的材料。王成伟等[9]研究了相同配合比条件下铁尾矿砂取代河砂比例对混凝土坍
落度和抗压强度的影响，随着铁尾矿机制砂取代河砂比例增加其坍落度略有降低，但其抗压强
度呈现增加趋势，结果表明采用铁尾矿砂配制的混凝土性能能够满足采用河砂配制的混泥土的
性能要求。刘文燕等[10]采用铁尾矿砂取代细度模数为3.5 的碎石破碎得到的机制砂，发现当
采用铁尾矿机制砂取代率为40%的混合砂配制混凝土，在相同配合比条件下其工作性能、力学
性能和耐久性能均优于只用碎石机制砂配制的混凝土。因此，铁尾矿机制砂不仅可以取代河
砂，还可以与级配较差的机制砂混合使用改善其颗粒级配，使其可以用于生产混凝土。
1.3 、 工业废渣破碎得到的机制砂
由于工业废渣来源较广，故采用工业废渣破碎得到的机制砂与河砂性质差异较大。目前，
对采用工业废渣破碎得到的机制砂制备混凝土的研究较多。如采用废陶瓷制备的机制砂，其物
理力学性能与河砂存在一定差异，且表面粗糙颗粒间摩擦力增加，研究表明随着废陶瓷机制砂
取代河砂量的增加混凝土工作性能降低、抗压强度先上升后降低[11]，如图1所示，任非认为
工作性能降低和抗压强度上升是由于废陶瓷机制砂表面粗糙摩擦力增加所致，废陶瓷机制砂取
代河砂比例为50%时效果最佳，当废陶瓷机制砂取代率继续增加，需水量增加，反应速度减
慢，使得包裹在机制砂表面的反应产物数量减少，抗压强度降低。另外，镍渣砂作为混凝土细
集料也是可行的，周敏等[12]采用镍渣砂部分取代机制砂制备了普通混凝土和高强混凝土并对
其相关性能进行研究，镍渣砂能够改善混凝土流动性能，但过量的镍渣砂对混凝土的泌水影响
明显，当镍渣砂掺量为 10%～30%时既能改善混凝土流动性同时又具有良好的保水性，并且普
通混凝土的抗压强度和抗氯离子渗透性能提高。
图1 废陶瓷机制砂取代率对混凝土坍落度和 28 d 抗压强度的影响
摘要：
展开>>
收起<<
机制砂原料、工艺和石粉含量对混凝土性能的影响分析 摘 要： 机制砂具有成本低、环保等特点，作为天然砂的替代产品具有良好的经济效益和环境效益。但由于机制砂原材料来源各异及机制砂存在诸如表面粗糙、颗粒棱角多、较高的石粉含量、级配差等问题，在一定程度上限制了机制砂的工程应用。本文阐述了机制砂原材料来源、制备工艺和石粉含量对混凝土性能影响，提出了机制砂混凝土存在的技术问题和相应解决对策。结果表明，为了有效控制机制砂对混凝土性能的不利影响，应选择适宜的母岩作为原材料，并对机制砂的宏观形貌、石粉含量及其吸附性进行控制。 关键词: 机制砂;混凝土性能;石粉含量; Abstract： ...
相关推荐
-
真空泵三维建模设计及CAD图纸
2023-01-10 316 -
人性化垃圾桶建模及二维图-机械创新设计
2023-01-10 281 -
自动包装机（V带传动说明书+三维+CAD）
2023-05-19 297 -
芋头清洗机（说明书+CAD图纸）
2023-05-19 230
-
手推式电动花生播种机设计[CAD图纸+设计说明书]
2023-05-19 352
-
一种立式机床主轴工作台结构设计8张CAD图纸
2023-05-26 133 -
M7130型卧轴矩台平面磨床-CAD全套图纸
2023-10-03 197 -
机床主轴箱展开图-侧面剖视图-机械毕业设计资料
2023-10-10 80 -
航空管道矫直机送料系统设计-CAD大全-机械毕业设计资料
2023-10-12 162 -
分类垃圾箱CAD图+SW三维设计
2023-10-24 165
作者：闻远设计
分类：土木建筑化工水利
价格：2光币
属性：5 页
大小：67.12KB
格式：DOCX
时间：2023-05-07
