特细砂混凝土的缺陷、研究进展及趋势

3.0 闻远设计 2023-05-11 338 4 21.67KB 4 页 2光币

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特细砂混凝土的缺陷、研究进展及趋势

　　摘　　　　　要：近年来国内工程建设使用特细砂代替中、粗砂作为混凝土细骨料的现象已经越

来越普遍。然而，由于特细砂混凝土与普通混凝土两者在结构和成分上有较大不同，这就使得

两者在制备过程也存在较大差异，从而导致两者性能也有差别，在使用过程中不可避免地会遇

到和易性不良、强度不足、易开裂等问题。通过探析特细砂混凝土所存在缺陷，基于对当前我

国特细砂混凝土的研究现状，对特细砂混凝土的研究前景进行了展望。

　　　关键词 :　　　　　特细砂;混凝土;配合比;掺合料;

　　 1　、引言

　　随着我国经济快速发展和人民生活水平的提高，我国土木工程建设技术也迎来了快速发

展，为此需要大量的建筑材料供给来满足建设的需求。而混凝土作为土木工程建设过程中最基

本也是最重要的材料，需求量急剧增加。砂子作为混凝土必不可少的组成成分，混凝土用砂的

矛盾日趋激烈，但是储量有限的天然河砂、湖砂几乎是一种不可再生资源，若使用资源丰富的

海砂，则会导致建筑工程中出现氯离子腐蚀钢筋的现象。

　　鉴于上述现状，寻找能够满足当前土木工程建设过程中混凝土用砂的砂源显得尤为重要。

近年来，工程建设者们把目光投向特细砂资源的使用，纵观我国特细砂混凝土的使用历史可以

追溯到 70 年前，1921 年我国河南洛河天津桥建设项目和 1935 年重庆大溪沟火力发电站等建设

工程，就已经采用了特细砂混凝土[1,2]。实践证明，特细砂与混凝土的科学合理配制将带来良

好的经济效益和环境效益。本文通过分析特细砂混凝土存在的缺陷，基于对现阶段国内学者对

特细砂混凝土研究成果的综述，提出了特细砂混凝土研究趋势和未来前景，为拓展特细砂混凝

土在土木工程建设工程中的运用提供理论参考。

　　 2　、特细砂混凝土的缺陷

　　 2.1　、和易性较差

　　特细砂相对中砂和粗砂来说，粒径更小，细度模数在 0.7 至1.5 之间，这就导致了特细砂

的级配较差，如果把中砂和粗砂用特细砂取代，特细砂与混凝土进行混合，出现混凝土分层离

析现象，这种现象可以体现在以下两种情况，一种是上浮集中到混凝土表面，一种是下沉聚集

到混凝土底部，这时，就会影响混凝土的和易性。依据特细砂的特性，特细砂混凝土和易性较

差主要有以下表现：拌合物粘聚力较大导致浇筑难度增大，拌合物过于松散从而出现不易粘

结，在混凝土浇筑过程中会出现分层离析现象，这是由于水泥砂浆无法填满骨料，使得两者之

间会出现孔隙，从而难以实现振捣密实[3]。

　　 2.2　、强度不满足要求

　　正如上一节所提到的特细砂与中砂和粗砂相比，粒径更小，这时特细砂表面吸附的水分也

随之增多。在特细砂混凝土吸附的拌合之后，由于水的蒸发，就会导致混凝土内部产生较多孔

隙，呈现匀质性较差，降低了特细砂混凝土强度，从而所得到的强度达不到工程施工要求，影

响了工程质量。工程实践还发现，同批次的混凝土中还存在个别试块强度值过高或过低，呈现

特细砂混凝土强度不够稳定，从而导致难以保证工程质量。

　　 2.3 　、水泥用量大

　　特细砂呈现属性为粒径较小、级配较差、拌合物粘聚性较大，这些属性导致其流动性下

降。当前工程实践中，对混凝土流动性有较高的要求，当水胶比一定时，这就需要通过增加水

泥浆的用量来提高特细砂混凝土的流动性能。然而若增加水泥浆占比，这就会加剧特细砂混凝

土的收缩和徐变现象，从而容易导致预应力的损失，同时还增加了配制特细砂混凝土的经济成

本[3]。

　　 2.4　、易开裂

　　通过对在许多工程中特细砂混凝土的开裂问题分析发现，其重要的一个原因是特细砂自身

的材质特性。特细砂混凝土配制出现孔隙率较大，为此需要更多的水泥浆来填补空隙，这就助

推了徐变和收缩的形成。当特细砂混凝土受到外力、或者外界温度变化较大、或者环境湿度出

现浮动，特细砂混凝土这时可能会发生可逆变形或者不可逆变形，影响了特细砂混凝土质量。

再者，当可逆变形或者不可逆变形遇到外界束缚时，其内部就会出现拉应力，如果拉应力大于

其抗拉强度时，这就会使得特细砂混凝土开裂，最终影响了工程的抗裂能力。

　　 3 　、特细砂混凝土的研究进展

　　 3.1 　、有关特细砂泵送混凝土的研究

　　闫静安[4]为了解决特细砂配制混凝土过程中导致的泵送难和易开裂等问题（如粘性过大、

流动性低、混凝土收缩增大），通过利用超量掺入粉煤灰来替代部分细骨料，并掺入低量矿

“ ”粉，提出了一超一低法来实现单独使用特细砂配制泵送混凝土；张向斌、娄宗科等[5]通过分

析水胶比、砂率、粉煤灰掺量等因素对特细砂泵送混凝土强度及其可泵性的影响机理，采用正

交试验法研究发现，使用特细砂配制泵送混凝土的水胶比最优区间为 0.35～0.45，砂率的最优

区间为 24%～30%，粉煤灰掺量的占比最优为10%～30%，试验还发现掺入适量减水剂以及使

用连续级配的粗骨料也有助于改善混凝土的性能。

　　 3.2 　、有关掺合料在特细砂混凝土中的应用研究

　　经过多年的发展，土木工程建设过程中配制超细砂混凝土的方法也逐渐增多，比如掺加粉

煤灰和矿粉。王赫[3]为了延长特细砂混凝土的凝结时间，在超细砂混凝土中掺加矿粉进行试验

研究，试验结果表明掺加矿粉后超细砂混凝土的粘聚性有了明显提高，同时还可以对早期的温

度进行有效控制，并实现了改善特细砂混凝土耐久性的效果。陈思甜等[6]在原川黔公路的改造

工程中，为了增加混凝土强度和耐磨性，进行添加试验发现加入适量的硅粉可以较好地达到预

期目标，并且还认为添加了硅粉的特细砂混凝土可以减薄高等级路面厚度。

　　 3.3 　 “ ”、有关特细砂混凝土三低一超设计原则的研究

　　谢祥明等[7] “通过混凝土的物理力学性能、变形性能和经济性能试验研究，提出了一种三

”低一超设计方法来优化特细砂混凝土配合比，此方法的运用较好地改善了上述所说的三种性

能；周林飞等[8] “ ”基于谢祥明提出的三低一超的配制方法，分析发现影响特细砂混凝土强度的

主要因素分别是出水灰比和砂率。经过反复试验得出，当水灰比为 0.45、砂率为0.33 时，特细

砂混凝土强度最高，这时其抗压强度略高于中砂混凝土的抗压强度。当水灰比为某一定值时，

若满足不同强度等级的要求，这时就可以通过调整砂率来改变混凝土拌合物的抗压强度以达到

相应要求，同时发现其抗压强度都能完全满足建设工程的强度要求；姚汝方等[9] “提出了三低

” “ ”两掺的概念，即基于三低一超方法加入了适量的高效减水剂，这种方法有效地解决了特细

砂混凝土收缩大、易开裂的问题，并且较好地提高了特细砂混凝土的耐久性与安全性。尤其要

“ ”指出的是，在冬期施工过程中利用三低两掺方法还能满足抗冻性和抗渗性等要求。

　　 3.4 　、有关特细砂混凝土分层离析现象的研究

　　吴芳等[10]为了探索混凝土出现分层的内在原因，利用流体力学理论，通过分析混凝土骨

料形状及其表面状态，深入研究粒子形态与其运动情况的相关关系；胡文忠等[11]分析了混凝

土材料组成、材料之间的配合比和混凝土外加剂等，并探索了混凝土掺合料分层现象，试验研

究发现对特细砂混凝土原材料严格筛选、合理优化材料配合比以及选用适当的施工方法就可以

较好地防止和控制特细砂混凝土的分层现象。

　　 3.5 　、有关特细砂混凝土在海外工程中的应用

　　位于非洲撒哈拉沙漠西部的毛里塔尼亚，该国土地被沙漠覆盖超过了国土面积的一半，可

见拥有十分丰富的沙漠特细砂资源。为了有效利用这些沙漠特细砂资源，毛里塔尼亚启动了努

“ ”瓦迪布新矿石码头工程，该工程运用了一种双掺技术，即掺用机制砂、掺用减水剂技术，利

用这种双掺技术配制的沙漠砂C50 高强度预应力混凝土，具有强度高、和易性好、较强的抗裂

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摘要：

特细砂混凝土的缺陷、研究进展及趋势　　摘　　　　　要：近年来国内工程建设使用特细砂代替中、粗砂作为混凝土细骨料的现象已经越来越普遍。然而，由于特细砂混凝土与普通混凝土两者在结构和成分上有较大不同，这就使得两者在制备过程也存在较大差异，从而导致两者性能也有差别，在使用过程中不可避免地会遇到和易性不良、强度不足、易开裂等问题。通过探析特细砂混凝土所存在缺陷，基于对当前我国特细砂混凝土的研究现状，对特细砂混凝土的研究前景进行了展望。　　　关键词:　　　　　特细砂;混凝土;配合比;掺合料;　　1　、引言　　随着我国经济快速发展和人民生活水平的提高，我国土木工程建设技术也迎来了快速发展，为此需要大量的建...

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