机制砂与普通砂混凝土在不同砂率下的强度试验研究探讨.docx

机制砂与普通砂混凝土在不同砂率下的强度试验研究探讨HYPERLINK"//www.cbi360.net/hyjd/1zt147768.html"\h进年来，随着可开采的天然砂资源日益减少，特别是一些山区，偏远地区，石多砂少的现象尤为严重。将山石破碎为机制砂代替天然砂配置混凝土是混凝土材料发展的一个趋势。通过实地调研和查阅相关文献，发现大量的试验数据显示机制砂由于其良好的颗粒形状、较大的比表面积、适当的石粉掺量，使其强度高于普通砂。然而大部分商品混凝土公司则得出了完全相反的结论，认为在相同条件下，配置的机制砂混凝土强度不及普通砂。因此作者对机制砂混凝土的施工和易性、强度等性能产生了质疑。针对文献资料与工程实例相矛盾的情况，文章试配了C30、C60两种强度的混凝土，通过改变机制砂混凝土和普通砂混凝土的砂率，并对他们的28d抗压强度进行测试、对比，结合相关文献进行分析，最终得出了在一定条件下两种混凝土的最佳砂率，并对砂率-强度曲线的变化规律进行了合理的解释。1试件制作1.1试验材料水泥：32.5级普通硅酸盐水泥、52.5级普通硅酸盐水泥；砂：天然河砂；机制砂：镇江某公司破碎的山石砂；石子：镇江市某采石场生产的石子，堆积密度1660kg/m3，表观密度2850kg/m3；水：自来水。1.2配合比设计为研究不同砂率下机制砂混凝土与普通砂混凝土的强度，根据《混凝土配合比设计规范》（JGJ55-2011）设计C30、C60混凝土配合比。在C30设计强度下：水泥325kg、水195kg、砂石1880kg；在C60强度下：水泥476kg、水195kg、砂石质量1730kg。C30、C60混凝土在不同砂率下的试验配合比详见表1和表2.1.3试块的制备与测试1.3.1试块的制备方案HYPERLINK"//www.cbi360.net/hyjd/20171118/103620.html"\h准确称量各种物料，采用二次投料法进行拌制。采用HJW-60升混凝土强制式搅拌机，先将砂、水、水泥混合搅拌1min，然后加入石子搅拌30s。出料后装入150mm×150mm×150mm的试模中，特别注意的是要保证试块的密实度。再按照《混凝土强度检验评定标准》（GB/T50107-2010）将试块放入20摄氏度，湿度大于95%的标准养护室内，对其养护2d后拆模，继续养护26d。1.3.2坍落度测试方案先将用于坍落度试验的各种器具经水润湿。在坍落度桶装料的过程中，拌合物分三层装入桶内，每次装到三分之一处，用捣棒插捣，插捣需由外至内，每次插捣需贯穿本层，插捣次数25次宜。混凝土填满坍落度筒并捣实后，用镘板刮去多余的混凝土，使混凝土上层表面与坍落度桶口齐平。然后垂直将坍落度筒提起，整个过程不要超过十秒，提筒的过程中注意上下垂直并不要左右晃动，最后用两把钢尺量出混凝土顶面到坍落度筒顶面的距离，即为该混凝土的坍落度。1.3.3抗压试验方案试验机选取TYE-2000B型压力试验机，将试件的侧面置于压力板中心位置，调节送油阀调整试验机加载速率，持续加载直至试件破坏，记录破坏时的极限荷载值。2试验结果表3为不同砂率的C30机制砂混凝土和普通混凝土的塌落度以及抗压强度的实测值；表4为不同砂率的C60机制砂混凝土和普通混凝土的塌落度以及抗压强度的实测值。3试验结果分析3.1C30机制砂与普通砂混凝土的强度对比分析将C30机制砂与普通砂混凝土的试验数据绘制在图1上，横坐标为砂率，纵坐标为抗压强度值。通过对比发现：（1）分析普通砂强度曲线：在32%～44%的砂率范围内，普通砂混凝土28d抗压强度随着砂率的提高而降低，且呈线性趋势。随着砂率的提高，混凝土中细骨料逐渐增加，粗骨料逐渐减少，这引起骨料与胶凝材料接触面面积的变化，细骨料较粗骨料有更大的比表面积，接触面积的增大在胶凝材料充足的情况下可以起到增加粘结层强度的作用，但是当胶凝材料不足时，过大的接触面无法都和胶凝材料结合，使得接触面存在没有粘结力的微裂纹，当混凝土受压时，这些微裂纹会逐渐的扩展，形成连续裂纹，使混凝土无法继续受压，降低了混凝土的抗压强度。而且这种对混凝土强度影响的情况随着混凝土强度的提高而越发的明显。（2）分析机制砂强度曲线：机制砂混凝土28d抗压强度在砂率32%～44%之间呈现出U形，在39%处达到最低值。所以判定在C30的设计强度下，机制砂混凝土中机制砂的最佳砂率在44%左右。机制砂相对于普通砂而言具有较高的石粉等惰性粉料的含量，所以对于机制砂强度曲线的分析更侧重于石粉含量的影响。在砂率由32%～40%区间内，由于石粉是惰性材料不参与混凝土强度的形成，所以随着砂率的升高，单位体积里机制砂的用量也逐渐的升高，这也就提高了混凝土中惰性粉料的含量，大量的惰性粉料混合在机制砂与水泥的胶结层中，使混凝土的粘结层出现缺陷