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摘 要：基于应用机制砂参与混凝土拌合过程中存在的差异性问题，文章阐述了机制砂中的石粉岩性对混凝土性能产生的影响。此外，还分析了石粉含量发生变化会对混凝土性能产生哪些影响。具体内容包括：工作性影响、力学性能影响、长期耐久性影响以及体积稳定性的影响。
关键词：机制砂；石粉含量变化；混凝土力学性能；混凝土工作性
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）06-0179-02
随着我国市场经济发展进程的不断加快，各项基础设施日渐完善。目前，天然砂资源在我国的消耗量逐渐增多，各地区的天然砂资源使用殆尽。针对这种情况，文章提出机制砂在实际施工中的应用，认为石粉含量多少将对混凝土自身的性能带来较大影响。机制砂中的石粉是通过机械破碎以及一定筛分后才能投入使用的，为保证其应用的稳定性需要对其颗粒大小进行严格控制。天然砂也被称作河砂，河砂中的石粉与机制砂中的石粉不同，其具有颗粒大的特点，这就意味着其很难发挥出实际的填充作用。文章探讨的机制砂石粉中的细集料，就可以有效的改善这一混凝土拌合的 实际现状。
1 工程概述
华润水泥厂生产P·O42.5型号的水泥，其选用的石粉是0.075 mm的石灰岩石粉。对于矿物掺合料，采用的是首钢磨细粒化高炉矿渣粉，Ⅱ级粉煤灰则是由深圳妈湾电厂提供的。其中，机制砂细集料主要来源于石灰岩，并采用5～25 mm型号的粗集料，进行连续级配石灰岩碎石[1]。
2 石粉岩性对机制砂混凝土性能的影响
机制砂生产水泥的过程是处在一个高碱环境中，其中的集料会发生弱化学反应，即被称为碱集料反应。由于该机制砂石粉的所集料与混凝土配制采用的集料岩性一致，这就意味着该机制砂中的集料就是混凝土中的微集料。此外，因其具有一定的微弱活性可与水泥发生化学反应，所以微集料在混凝土施工中大多用于填充。
据相关人员表示，石灰石石粉在作为填充材料的过程中是在水灰比很低的水泥浆中进行的。如果在水胶比较高的水泥浆中，水化产物的体积是与石灰石石粉的填充料含量成正比的，这就意味着机制砂混凝土的强度是取决于胶空比受水化的程度。同时，相关学者认为石粉的岩性能够为水泥的水化程度带来一定的增强作用，这是石粉在反应过程中起到了晶核作用的原因[2]。
3 石粉含量对机制砂混凝土性能的影响
3.1 针对机制砂混凝土工作性的影响
石粉含量对机制砂混凝土性能的影响是随着灰砂比的变化而变化的。
当灰砂含量比较大、水灰较小时，石粉含量的增加会使其稠度下降。
当灰砂含量较小且水灰较大时，石粉含量的增加就会使混凝土的异性反应和砂浆的使用性能得到改善。
当机制砂中小于0.08 mm的石粉对混凝土拌和的物理性能会产生的影响为，增大了固体表面积对水体积的比例。由于石粉是惰性的掺和料，其具有颗粒细小的特点，这就在很大程度上补充了混凝土所缺少的细颗粒，从而实现了减少了泌水性和离析反应的目的。
此外，当石粉与水泥进行混合后会形成柔软的浆体，这就增加了混凝土的泥浆量。相关研究表明，石粉含量对机制砂混凝土的影响是存在一定限度的。当石粉含量超过了这个既定的限度，机制砂混凝土的用水量就会增加，从而使拌和物以及其他性能指标也随之下降。由此可以得出，在生产水泥的过程中，机制砂混凝土取代河砂且没有其他添加剂时，其工作性就会下降。在掺入高效的外加剂后，机制砂混凝土的工作性才会逐步得到改善[3]。
3.2 针对机制砂混凝土力学性能的影响
在该工程生产水泥的过程中，相较于河砂机制砂混凝土的强度更高，即使是仅是部分取代河砂，其具有的强度影响仍然存在。其中石粉含量的变化对机制砂混凝土强度的影响是比较复杂的。具体体现在，当石粉的含量介于10%～20%之间时。随着石粉含量的增加，混凝土的强度变化呈下降趋势，这是在坍落度相同的情况下增加了用水量的原因。
如果固定水胶比是0.6的情况下，石粉的含量从0增至20%，混凝土的抗压强度是呈上升趋势的。当混凝土水胶比是0.46时，机制砂混凝土的抗压强度对石粉含量的变化并不敏感[4]。而当机制砂混凝土石粉的含量小于一定限度后，石粉的微集料就不能有效的填充骨料与水泥石之间的空隙，因而其强度达不到临界值。如果石粉含量过高，就会使机制砂混凝土的密实性得不到保证，从而使其不能满足生产对力学性能的要求。这种情况，就会使混凝土的粗颗粒减少，其对于骨架的作用就会削弱。与此同时，非活性的石粉就不具备胶结和水化的作用。而且，在生产水泥含量不变的情况下，石粉含量过高还会降低混凝土的强度和水泥浆。
3.3 针对机制砂混凝土长期耐久性的影响
机制砂中的石粉对于混凝土具有较强的保水性和粘聚性，还能在一定程度上避免泌水离析现象的发生。这就意味着其有利于水泥结构与施工界面的粘结过程，并有效地阻断了渗透现象发生的可能性，从而使得机制砂混凝土的抗渗性得到了很大程度的改进。具体的作用过程为：当机制砂中的石粉含量达到了15%时，混凝土的吸水性就会降低。当机制砂中的石粉含量超过了15%时，混凝土吸水性将呈逐渐递增的趋势。
此外，相关研究表明，利用石灰石粉、粉煤灰以及硅质石粉取代部分细集料后，混凝土中的孔隙总体积是与普通混凝土耐久性是一致的。这是因为100 nm以上的大孔径孔隙体积得到了减小，其所发挥出的填充效应使得混凝土结构的密实性得到了增强。这就会在很大程度上阻止溶液在孔隙中进行流动、Ca（0H）2等大晶体沉积的形成以及过相关渡区的形成[5]。由此可以看出，这种方法也可以使混凝土的抗渗性得到有效提升。机制砂中石粉能够有效加强混凝土的抗冻性，具体来说是通过改善混凝土的毛细孔结构来实现的。但这一内容也需要对石粉含量进行严格控制才能得以实现。 3.4 针对机制砂混凝土体积稳定性的影响
相关研究表明，当机制砂中石粉含量增加时，混凝土的收缩性能是呈下降趋势的，而且机制砂的使用也会比河砂混凝土的收缩值要小。具体来说，当石粉的含量处于10%以下时，机制砂混凝土的干缩率是逐渐增大的且这一过程非常缓慢。当石粉的含量大于10%时，机制砂混凝土的干缩率是明显增大的。这就意味着只有在石粉含量较高的情况下，才能使机制砂混凝土具备一定的干缩率作用。
此外，机制砂中的石粉颗粒要小于 75 μm，这样才能使混凝土拌合物增加水泥浆的含量。当粒径小于0.16 mm的石粉含量从15%增加到24%时，石粉含量增加量与混凝土的干缩率成正比。由此可以看出，与水胶相比石粉含量的增加对混凝土干缩的影响更大。
当机制砂中的石粉处在不同含量时，混凝土的干缩程度是呈递增的性能趋势的。把水胶比参与到石粉含量对混凝土性能的影响研究后，得出水胶比越大，其石粉的含量就越大，而混凝土的收缩程度也随之增大。
当机制砂中的石粉含量再增加后，就会使其对混凝土收缩程度的影响更明显。这是因为增加的石粉含量能够在一定程度上加速水泥的水化程度和水化碳铝酸盐的形成，而且还会使减水剂的剂量增加。当水胶比是0.53时，机制砂中的石粉含量从0增加到了20%，混凝土在此过程中发生了缓慢变化[6]。将在这一过程中施加200 d的荷载压力后，就会使混凝土水化率得到有效提高以及促进水化碳铝酸盐的形成。
4 应注意的问题
就目前来说，机制砂中石粉对混凝土的具体影响内容并不明朗。相关研究人员，过于注重石灰岩石粉对混凝土的影响问题，这并不能全面的解决问题。因而，应扩大研究范围对于其他岩性的机制砂进行研究。增加机制砂中的石粉对于混凝土长期耐久性影响的研究，远没有对其他性能进行的研究内容多。石粉与活性矿物质掺和料不同，其虽然具有一定的化学活性，但在混凝土的性能中仍然作为一种惰性填充料出现。因而，当机制砂中的石粉大量存在于混凝土中时，就会为其的耐久性带来一定影响。由于混凝土材料使用的耐久性是直接决定工程施工质量的关键，相关研究人员要对这一内容进行更进一步的科学研究。机制砂中的石粉与混凝土的配合比设计与普通混凝土的配合方式相同，这就没有完全的体现出应用石粉后的差异性。
上述内容都是行业相关人员未来进行科研攻关的具体问题。
5 结 语
综上所述，要想控制河砂资源的使用问题，可通过广泛应用机制砂来进行解决。机制砂中的石粉能够有效避混凝土泌水性和离析现象的发生。然而，这一目标的实现，需要相关人员合理的控制石粉的使用含量。
具体来说，石粉含量的变化会对混凝土的工作性、力学性能、耐久性以及体积稳定性产生影响。此外，其对混凝土的影响还与水胶比、石粉颗粒大小有着密切联系。研究表明，合理的控制机制砂中石粉的颗粒大小，是决定混凝土能够成功填充水泥石与骨料之间缝隙的重要因素。现阶段，对于在混凝土拌合过程中应用机制砂的相关数据还不够合理。要更快的推广机制砂的应用范围，还要对其石粉含量的变化情况进行更进一步的研究。
参考文献：
[1] 杜凤英，李海波，张秀芝.机制砂中石粉含量对混凝土性能的影响[J].商 品混凝土，2012，（6）.
[2] 王卫东，王雨利.石粉对机制砂混凝土性能影响的研究现状[J].商品混 凝土，2010，（5）.
[3] 张锦，严捍东.石粉含量对机制砂混凝土性能影响的试验研究[J].贵州 大学学报（自然科学版），2014，（6）.
[4] 许德兴，洪一粟，林小康.机制砂中石粉含量对混凝土性能的影响[J].江 西建材，2015，（12）.
[5] 刘战鳌，周明凯，李北星.石粉对机制砂混凝土性能影响的研究进展[J].材料导报，2014，（19）.
[6] 范建锋，耿长圣，左文銮，等.机制砂中石粉含量对中低强度混凝土性能 的影响[J].商品混凝土，2013，（9）.
关键词：机制砂；石粉含量变化；混凝土力学性能；混凝土工作性
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）06-0179-02
随着我国市场经济发展进程的不断加快，各项基础设施日渐完善。目前，天然砂资源在我国的消耗量逐渐增多，各地区的天然砂资源使用殆尽。针对这种情况，文章提出机制砂在实际施工中的应用，认为石粉含量多少将对混凝土自身的性能带来较大影响。机制砂中的石粉是通过机械破碎以及一定筛分后才能投入使用的，为保证其应用的稳定性需要对其颗粒大小进行严格控制。天然砂也被称作河砂，河砂中的石粉与机制砂中的石粉不同，其具有颗粒大的特点，这就意味着其很难发挥出实际的填充作用。文章探讨的机制砂石粉中的细集料，就可以有效的改善这一混凝土拌合的 实际现状。
1 工程概述
华润水泥厂生产P·O42.5型号的水泥，其选用的石粉是0.075 mm的石灰岩石粉。对于矿物掺合料，采用的是首钢磨细粒化高炉矿渣粉，Ⅱ级粉煤灰则是由深圳妈湾电厂提供的。其中，机制砂细集料主要来源于石灰岩，并采用5～25 mm型号的粗集料，进行连续级配石灰岩碎石[1]。
2 石粉岩性对机制砂混凝土性能的影响
机制砂生产水泥的过程是处在一个高碱环境中，其中的集料会发生弱化学反应，即被称为碱集料反应。由于该机制砂石粉的所集料与混凝土配制采用的集料岩性一致，这就意味着该机制砂中的集料就是混凝土中的微集料。此外，因其具有一定的微弱活性可与水泥发生化学反应，所以微集料在混凝土施工中大多用于填充。
据相关人员表示，石灰石石粉在作为填充材料的过程中是在水灰比很低的水泥浆中进行的。如果在水胶比较高的水泥浆中，水化产物的体积是与石灰石石粉的填充料含量成正比的，这就意味着机制砂混凝土的强度是取决于胶空比受水化的程度。同时，相关学者认为石粉的岩性能够为水泥的水化程度带来一定的增强作用，这是石粉在反应过程中起到了晶核作用的原因[2]。
3 石粉含量对机制砂混凝土性能的影响
3.1 针对机制砂混凝土工作性的影响
石粉含量对机制砂混凝土性能的影响是随着灰砂比的变化而变化的。
当灰砂含量比较大、水灰较小时，石粉含量的增加会使其稠度下降。
当灰砂含量较小且水灰较大时，石粉含量的增加就会使混凝土的异性反应和砂浆的使用性能得到改善。
当机制砂中小于0.08 mm的石粉对混凝土拌和的物理性能会产生的影响为，增大了固体表面积对水体积的比例。由于石粉是惰性的掺和料，其具有颗粒细小的特点，这就在很大程度上补充了混凝土所缺少的细颗粒，从而实现了减少了泌水性和离析反应的目的。
此外，当石粉与水泥进行混合后会形成柔软的浆体，这就增加了混凝土的泥浆量。相关研究表明，石粉含量对机制砂混凝土的影响是存在一定限度的。当石粉含量超过了这个既定的限度，机制砂混凝土的用水量就会增加，从而使拌和物以及其他性能指标也随之下降。由此可以得出，在生产水泥的过程中，机制砂混凝土取代河砂且没有其他添加剂时，其工作性就会下降。在掺入高效的外加剂后，机制砂混凝土的工作性才会逐步得到改善[3]。
3.2 针对机制砂混凝土力学性能的影响
在该工程生产水泥的过程中，相较于河砂机制砂混凝土的强度更高，即使是仅是部分取代河砂，其具有的强度影响仍然存在。其中石粉含量的变化对机制砂混凝土强度的影响是比较复杂的。具体体现在，当石粉的含量介于10%～20%之间时。随着石粉含量的增加，混凝土的强度变化呈下降趋势，这是在坍落度相同的情况下增加了用水量的原因。
如果固定水胶比是0.6的情况下，石粉的含量从0增至20%，混凝土的抗压强度是呈上升趋势的。当混凝土水胶比是0.46时，机制砂混凝土的抗压强度对石粉含量的变化并不敏感[4]。而当机制砂混凝土石粉的含量小于一定限度后，石粉的微集料就不能有效的填充骨料与水泥石之间的空隙，因而其强度达不到临界值。如果石粉含量过高，就会使机制砂混凝土的密实性得不到保证，从而使其不能满足生产对力学性能的要求。这种情况，就会使混凝土的粗颗粒减少，其对于骨架的作用就会削弱。与此同时，非活性的石粉就不具备胶结和水化的作用。而且，在生产水泥含量不变的情况下，石粉含量过高还会降低混凝土的强度和水泥浆。
3.3 针对机制砂混凝土长期耐久性的影响
机制砂中的石粉对于混凝土具有较强的保水性和粘聚性，还能在一定程度上避免泌水离析现象的发生。这就意味着其有利于水泥结构与施工界面的粘结过程，并有效地阻断了渗透现象发生的可能性，从而使得机制砂混凝土的抗渗性得到了很大程度的改进。具体的作用过程为：当机制砂中的石粉含量达到了15%时，混凝土的吸水性就会降低。当机制砂中的石粉含量超过了15%时，混凝土吸水性将呈逐渐递增的趋势。
此外，相关研究表明，利用石灰石粉、粉煤灰以及硅质石粉取代部分细集料后，混凝土中的孔隙总体积是与普通混凝土耐久性是一致的。这是因为100 nm以上的大孔径孔隙体积得到了减小，其所发挥出的填充效应使得混凝土结构的密实性得到了增强。这就会在很大程度上阻止溶液在孔隙中进行流动、Ca（0H）2等大晶体沉积的形成以及过相关渡区的形成[5]。由此可以看出，这种方法也可以使混凝土的抗渗性得到有效提升。机制砂中石粉能够有效加强混凝土的抗冻性，具体来说是通过改善混凝土的毛细孔结构来实现的。但这一内容也需要对石粉含量进行严格控制才能得以实现。 3.4 针对机制砂混凝土体积稳定性的影响
相关研究表明，当机制砂中石粉含量增加时，混凝土的收缩性能是呈下降趋势的，而且机制砂的使用也会比河砂混凝土的收缩值要小。具体来说，当石粉的含量处于10%以下时，机制砂混凝土的干缩率是逐渐增大的且这一过程非常缓慢。当石粉的含量大于10%时，机制砂混凝土的干缩率是明显增大的。这就意味着只有在石粉含量较高的情况下，才能使机制砂混凝土具备一定的干缩率作用。
此外，机制砂中的石粉颗粒要小于 75 μm，这样才能使混凝土拌合物增加水泥浆的含量。当粒径小于0.16 mm的石粉含量从15%增加到24%时，石粉含量增加量与混凝土的干缩率成正比。由此可以看出，与水胶相比石粉含量的增加对混凝土干缩的影响更大。
当机制砂中的石粉处在不同含量时，混凝土的干缩程度是呈递增的性能趋势的。把水胶比参与到石粉含量对混凝土性能的影响研究后，得出水胶比越大，其石粉的含量就越大，而混凝土的收缩程度也随之增大。
当机制砂中的石粉含量再增加后，就会使其对混凝土收缩程度的影响更明显。这是因为增加的石粉含量能够在一定程度上加速水泥的水化程度和水化碳铝酸盐的形成，而且还会使减水剂的剂量增加。当水胶比是0.53时，机制砂中的石粉含量从0增加到了20%，混凝土在此过程中发生了缓慢变化[6]。将在这一过程中施加200 d的荷载压力后，就会使混凝土水化率得到有效提高以及促进水化碳铝酸盐的形成。
4 应注意的问题
就目前来说，机制砂中石粉对混凝土的具体影响内容并不明朗。相关研究人员，过于注重石灰岩石粉对混凝土的影响问题，这并不能全面的解决问题。因而，应扩大研究范围对于其他岩性的机制砂进行研究。增加机制砂中的石粉对于混凝土长期耐久性影响的研究，远没有对其他性能进行的研究内容多。石粉与活性矿物质掺和料不同，其虽然具有一定的化学活性，但在混凝土的性能中仍然作为一种惰性填充料出现。因而，当机制砂中的石粉大量存在于混凝土中时，就会为其的耐久性带来一定影响。由于混凝土材料使用的耐久性是直接决定工程施工质量的关键，相关研究人员要对这一内容进行更进一步的科学研究。机制砂中的石粉与混凝土的配合比设计与普通混凝土的配合方式相同，这就没有完全的体现出应用石粉后的差异性。
上述内容都是行业相关人员未来进行科研攻关的具体问题。
5 结 语
综上所述，要想控制河砂资源的使用问题，可通过广泛应用机制砂来进行解决。机制砂中的石粉能够有效避混凝土泌水性和离析现象的发生。然而，这一目标的实现，需要相关人员合理的控制石粉的使用含量。
具体来说，石粉含量的变化会对混凝土的工作性、力学性能、耐久性以及体积稳定性产生影响。此外，其对混凝土的影响还与水胶比、石粉颗粒大小有着密切联系。研究表明，合理的控制机制砂中石粉的颗粒大小，是决定混凝土能够成功填充水泥石与骨料之间缝隙的重要因素。现阶段，对于在混凝土拌合过程中应用机制砂的相关数据还不够合理。要更快的推广机制砂的应用范围，还要对其石粉含量的变化情况进行更进一步的研究。
参考文献：
[1] 杜凤英，李海波，张秀芝.机制砂中石粉含量对混凝土性能的影响[J].商 品混凝土，2012，（6）.
[2] 王卫东，王雨利.石粉对机制砂混凝土性能影响的研究现状[J].商品混 凝土，2010，（5）.
[3] 张锦，严捍东.石粉含量对机制砂混凝土性能影响的试验研究[J].贵州 大学学报（自然科学版），2014，（6）.
[4] 许德兴，洪一粟，林小康.机制砂中石粉含量对混凝土性能的影响[J].江 西建材，2015，（12）.
[5] 刘战鳌，周明凯，李北星.石粉对机制砂混凝土性能影响的研究进展[J].材料导报，2014，（19）.
[6] 范建锋，耿长圣，左文銮，等.机制砂中石粉含量对中低强度混凝土性能 的影响[J].商品混凝土，2013，（9）.