机制砂和细砂在C60高性能混凝土中的研究
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·上接第９０页 散系数都比天然砂大，但Ｃ１００等级海砂混凝土混凝土迁移电量
和氯离子扩散系数都较天然河砂及尾砂超高强混凝土低，说明 海砂超高强混凝土具有优越的抗氯离子渗透性能。
（５）通过上述试验研究可以初步认为：利用海砂取代普通 河砂作为建筑用砂是安全可行的，并且能够制备性能良好的超 高强混凝土。
参考文献：
０ 引言
制砂替代河砂已经成为混凝土行业可持续发展的一种趋势［…。 机制砂是由机械破碎、筛分制成的，粒径小于４．７５ ｒｎｌＴｌ的岩
长江和淮河两大河流横贯安徽省内，过去建筑用砂主要来自这 石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒，由机制砂和天然砂混
两大河流，随着开采量的增大，河砂质量日益下降，基本以细砂为主， 合制成的砂为混合砂【４】。安徽省境内用来生产机制砂的岩石分布
４５４ ３０２ ７３１ ３１３ ９．５４
河砂混凝土１７０ ４５０ ８０
—
７５６ ７３１ ３１３ ９．５４
表８机制砂和河砂混凝土和易性及力学性能
类型名称 黏聚性保水性弩／ｍ落ｍ度抗／曼ＩＶｌ登ｔ＇ａ度抗／篓ＩＶｌ雪１．，ａ度劈／篓ＩＶｌ登，ａ度
·９２·
３．２．１混凝土工作性和强度 从表８可以看出，用６０％机制砂＋４０％细河砂掺配成细度模
正交试验结果和以往的实际经验，最终Ｃ６０混合砂高性能混凝土
的最优配合比选为Ａ２８３Ｃ３Ｄ３，即最优组合为粉煤灰掺量１５％，
砂率为４３％，外加剂掺量为１．８％，混合砂的细度模数为２．８（即
６０％机制砂＋４０％细河砂）。
３．２ ｃ６０高性能混凝土试验结果
以Ｃ６０混合砂混凝土最优配合比为基础，将混合砂用细度
’
宝
、
褂 婿
ｕＩ
Ｏ
龄期，ｄ
图１ 混合砂混凝土和河砂混凝土的干缩试验结果
从图１中可以看出，除早期（即１、３、７ ｄ）河砂混凝土的 干缩值低于混合砂混凝土外，７ ｄ以后河砂混凝土干缩值都 高于混合砂混凝土的。这可能是干燥前期机制砂中的石粉起 分散水泥的作用，使水泥粒子与水的接触面增加，水化反应比 较快，生成的Ｃ—Ｈ．Ｓ凝胶比较多，因化学反应而产生的收缩 在水泥水化早期所占的比例比较大，因而混凝土的早期收缩 比较大，后期（７ ｄ以后）水泥的水化进入一个稳定期，机制砂 中的石粉起微集料的填充作用，对水泥石的收缩起一定的抑 制作用，因此，后期混合砂混凝土的干缩值比河砂混凝土的干 缩值小。
表６正交试验表ｋ（３４）
由表６正交试验ｋ（３４）可知，Ｃ６０混合砂泵送混凝土坍落
度的理论最优配合比的主次顺序为：坍落度－－－，Ａ３８３Ｃ１Ｄ３；７ ｄ抗
压强度－－＊Ａ１Ｃ３８３Ｄ３；２８ ｄ抗压强度－－－，Ａ２ ｄ抗压强度的３个最优配合比可以看出：Ｂ３Ｄ３（即砂率
数为２．８的混合砂，代替相同细度模数的河砂，其和易性均良好， 坍落度、２８ ｄ的抗压强度、抗折强度和劈裂强度均高于河砂混凝 土。从表１可以看出，省内机制砂筛余０．３１５ ｍｉｌｌ以下所占的比 例较小，仅有１０％左右，而ＪＧＪ／Ｔ １０一９５《混凝土泵送施工技术 规程》中指明，泵送混凝土细骨料应采用中砂，通过０．３１５ ｍｉｌｌ筛 孔的砂不应小于１５％。而天然细砂的粒径主要集中在０．３１５．ｍｉｌｌ 以下，与机制砂复合正好填补０－３１５ ｍｉｌｌ以下的累计筛余，使细 骨料具有良好的级配，同时，天然砂减少了机制砂之问的内摩 擦力，从而获得了良好的施工性能，因此混合砂混凝土的和易 性和流动度接近天然中砂，甚至更好。
但商｜生能混凝士对建筑用砂提出了越来越高的要求，细砂已不能满 比较广泛，储量丰富，可缓解河砂紧张状况四；而且机制砂可以就近
足工程需求，且随着环保力度的加大，禁采范围越来越广。长期混 开采就地使用，节省运费，为砂资源的可持续发展提供一条道路。
凝土以河砂为细骨料的安徽省不得不探求砂资源的可持续发展，
本研究对省内主要机制砂产区进行了考察，不同产地机制
【１】１王圣洁，陈江，等．中国滨海建筑砂开采的环境地质问题和可持续发 展对策叨．海洋地质动态，２０００（１）：５—８．
【２】２冯乃谦．普通混凝土、高强混凝土与高性能混凝土叨．建筑技术，２００４，
３５（１）：２０—２３．
【３］３欧阳东粉煤灰及其他矿物掺合料对新拌和硬化混凝土性能的影响叨．
４结论
（１）利用正交试验对Ｃ６０混合砂高性能混凝土配合比进行 优化，试验结果表明：用６０％的机制砂＋４０％的天然细砂做为细 骨料能配制出满足和易性、力学性能的高性能混凝土。
摘要：针对安徽省建筑用砂的特点，采用细河砂与机制砂混掺，配制Ｃ６０高性能混凝土，通过正交试验优化混凝土配合比。试验结果
表明：用６０％的机制砂“ｏ％的天然细砂做细骨料，能够满足高性能混凝土的各项技术指标要求，与天然中砂相比，其力学性能和耐久性
能效果更为理想。
关键词：机制砂；高性能混凝土；正交试验；力学性能；耐久性
（２）用正交试验得出的混合砂混凝土最优配合比与细度模 数相同的河砂混凝土进行耐久性试验，结果表明：机制砂混凝 土的抗氯离子渗透性能和干缩性能均优于河砂混凝土，这说明 混合砂混凝土配合比进行合理的优化后，其耐久性也优于河砂 混凝土。
ｔｕｒｅｄ ｓａｎｄ，ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｏｆＣ６０ ｉｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍｉｘ ｒａｔｉｏ ｉｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ
ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｒｅｑｕｉｒｅｓ ｉｎ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｒｅ ｓａｔｉｓｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｉｘｔｕｒｅ ｏｆｍａｃｈｉｎｅ—ｍａｄｅ ｓａｎｄ ｏｆ６０ ｐｅｒｃｅｎｔ ａｎｄ ｆｉｎｅ－ｎａｔｕｒｅ ｓａｎｄ ｏｆ４０ ｐｅｒｃｅｎｔ ａｓｆｉｎｅａｇｇｒｅｇａｔｅ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｓａｎｄｍｉｄｄｌｅ—ｎａｔｕｒｅ ｓａｎｄ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｉｓｂｅｔｔｅｒｉｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｓａｎｄ；ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ
万方数据
３．２．２混凝土耐久性 分别对表７中混合砂混凝土和河砂混凝土两种配合比做
抗渗性能和干缩性能的研究，试验结果见表９。
类型名称ｃ１：躲而而熹鬻鲁而而 表９机制砂混凝土和河砂混凝土耐久性结果
从表９可以看出，混合砂混凝土的氯离子扩散系数为Ｏ．９５ｘ １０。８ｃｍ２／ｓ，河砂混凝土的氯离子扩散系数１．１６ｘｌ ０ｒ８ｃｍ２／ｓ，均满足高 性能混凝土氯离子扩散系数不大于３００×１舻４ｍ２／ｓ（即３ｘ１０４ｃｍＶｓ） 的要求，表明Ｃ６０混合砂混凝土和河砂混凝土具有较好的抗氯 离子渗透Ｊ眭能。混合砂混凝土的氯离子扩散系数比河砂混凝土 的低１８．１％，说明混合砂混凝土的抗渗性能比相同细度模数的河 砂混凝土抗渗性能好。这可能是机制砂等量取代河砂，机制砂中 的石粉起分散水泥粒子的作用，使水泥水化更加均匀、一致，生 成的水泥石有害的大孔减少，封闭的小孔增多，从而改善了混 凝土的孔隙结构，降低了氯离子扩散系数，提高了抗渗性能，增 强了抵抗外界侵蚀环境的破坏能力。
机制砂引起了越来越，广『泛的关注和研究。就全国范围来看，使用机 砂性能指标见表１。
表１安徽省内机制砂主要性能指标
从表ｌ可以看出，省内机制砂以中粗砂为主，这与其他省份 机制砂的细度模数一致【ｑ。结合省内建筑用砂以细砂为主的实际 情况，采用细砂和机制砂混掺制得中砂，满足高性能混凝土建筑 用砂需求，提高混凝土性能，这也是本试验的基本出发点。
从表８还可以看出，混合砂混凝土２８ ｄ抗压强度、抗折强度 和劈裂强度均高于河砂混凝土的强度，其中抗压强度提高３．５％， 抗折强度略高于河砂混凝土，劈裂强度提高２．７％。这是因为：①机 制砂表面结构优于天然河砂，其表面没有风化层，均是新鲜的 岩面且棱角丰富，与水泥浆的咬合力增大。②机制砂中含泥量较 小，机制砂中低强度的轻物质含量较河砂少。③机制砂中含有５％。 １５％左右的石粉，石粉弥补了机制砂中细颗粒偏少的缺陷，有效 填充了细骨料问的孔隙，不但使混凝土中的毛细孔得到细化， 而且使孔隙率减小，混凝土更加密实，进而改善混凝土的孔隙 结构，改善了水泥浆与骨料间的黏结，使机制砂混凝土的断裂 能比同条件下的河砂混凝土的断裂能大，且断裂能随抗压强度 的增大而增加。另一方面，石粉能够使水泥颗粒更加分散，从而 使水泥水化更加充分，在水泥水化过程中起到一定的晶核作 用，诱导水泥的水化产物析晶，加速水泥水化并参与水化物的 形成ｎ。因此，机制砂混凝土的抗压、抗折、劈裂强度均优于河砂 混凝土。
累计筛余胍 ３ ３６ ６２ ７８
８７
８９
９０
１００
水率为２２．１％。
３．１ Ｃ６０高性能混凝土配合比的优选
本试验混凝土配合比的计算采用质量法，Ｃ６０初步配合比 如表５所示。
表５ Ｃ６０初步配合比ｋｇ／ｍ３
２试验方法
混凝土力学性能按ＧＢ／Ｔ ５００８ １－－２００２《普通混凝土力学性能
以Ｃ６０高性能混凝土为研究对象，采用正交试验优化混凝 土配合比，考察影响混凝土性能的关键因素，如表６所示。
２０１２年第１期（总第２６７期） Ｎｕｍｂｅｒ １ ｉｎ ２０１２（Ｔｏｍｌ Ｎｏ．２６７）
ｄｏｉ：１０．３９６９８．ｉｓｓｎ．１００２—３５５０．２０１２．０１．０２９
混
凝
土
Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
预拌混凝土 Ｉ也ＡＤＹ ＭＤｍＤ ＣＯＮＣＲＥＴＥ
机制砂和细砂在Ｃ６０高性能混凝土中的研究
胡晓曼，董献国
（安徽省水利科学研究院，安徽蚌埠２３３０００）
中图分类号：ＴＵ５２８．０４１
文献标志码：Ａ
文章编号： １００２—３５５０（２０１２）０１—００９１—０３
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｓａｎｄ ａｎｄ ｆｉｎｅ－ｎａｔｕｒｅ ｓａｎｄ ｉｎ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ＨＵＸｉａｏ－ｍａｎ，ＤＯＮＧＸｉａｎ－ｇｕｏ
４３％和细度模数２．８）是３个最优配合比的公共因素，且Ｄ（细度
模数）对３个配合比的影响最小。在以往实际试验的基础上，粉
煤灰掺量为１５％对混凝土的和易性和长期耐久性起积极作用，
因此粉煤灰掺量确定为１５％（即Ａ２）。在７、２８ ｄ抗压强度方面，
ｃ３是公共因素，即外加剂掺量为１．８％对强度影响比较大。综合
（ＡｎｈｕｉＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｎｇｂｕ２３３０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｎ ｓａｎｄ ｕｓｅｄ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｏｆＡｎｈｕｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍｉｘｔｕｒｅ ｏｆｆｉｎｅ－ｎａｔｕｒｅ ｓａｎｄ ａｎｄ ｍａｎｕｆａｃ—
·９１·
万方数据
表２天然细砂颗粒级配
试验方法标准》进行，混凝土耐久Ｉ生能按ＧＢ／Ｔ ５００８２－－２００９《普通
混凝土长期性能和耐久｜生能试验方法标准》进行，其中抗氯离子渗 透试验采用ＲＣＭ法进行，干缩试验采用弓形螺旋测微计测量。
３试验结果及分析
筛孔尺寸／ｍｍ ４．７５ ２．３６ １．１８ ０．６００ ０．３００ ０．１５０ ０．０７５＜０．０７５
１原材料
水泥：铁鹏Ｐ·Ｏ ４２．５级水泥。
收稿日期：２０１１．０７＿２３
细骨料：六安产细河砂，细度模数为１．８，属ＩＩＩ区，颗粒级 配见表２；六安产中砂，细度模数为２．８，属Ⅱ区，颗粒级配见表３； 机制砂为庐江产，其细度模数为３．５，属Ｉ区，颗粒级配见表４， 石粉含量为１０％。
粗骨料：巢湖散兵碎石，连续粒级５￣２５ ｍｍ。 粉煤灰：淮南Ｉ级粉煤灰。 外加剂：合肥淋新高效减水剂，掺量为胶凝材料的２．３％，减
模数相同的河砂代替，研究混合砂混凝土与河砂混凝土的和易
性、抗压强度、抗折强度、劈裂强度、ｃｌ？渗透性能以及干缩性能，
从而了解两种混凝土施工性能、强度和耐久性能，为工程实际
和科学研究提供参考。其配合比见表７，试验结果见表８。
表７混合砂和河砂混凝土配合比
类型材料 水水泥粉煤灰机制砂河砂大石小石外加剂
混合砂混凝土１７０·４５０ ８０
和氯离子扩散系数都较天然河砂及尾砂超高强混凝土低，说明 海砂超高强混凝土具有优越的抗氯离子渗透性能。
（５）通过上述试验研究可以初步认为：利用海砂取代普通 河砂作为建筑用砂是安全可行的，并且能够制备性能良好的超 高强混凝土。
参考文献：
０ 引言
制砂替代河砂已经成为混凝土行业可持续发展的一种趋势［…。 机制砂是由机械破碎、筛分制成的，粒径小于４．７５ ｒｎｌＴｌ的岩
长江和淮河两大河流横贯安徽省内，过去建筑用砂主要来自这 石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒，由机制砂和天然砂混
两大河流，随着开采量的增大，河砂质量日益下降，基本以细砂为主， 合制成的砂为混合砂【４】。安徽省境内用来生产机制砂的岩石分布
４５４ ３０２ ７３１ ３１３ ９．５４
河砂混凝土１７０ ４５０ ８０
—
７５６ ７３１ ３１３ ９．５４
表８机制砂和河砂混凝土和易性及力学性能
类型名称 黏聚性保水性弩／ｍ落ｍ度抗／曼ＩＶｌ登ｔ＇ａ度抗／篓ＩＶｌ雪１．，ａ度劈／篓ＩＶｌ登，ａ度
·９２·
３．２．１混凝土工作性和强度 从表８可以看出，用６０％机制砂＋４０％细河砂掺配成细度模
正交试验结果和以往的实际经验，最终Ｃ６０混合砂高性能混凝土
的最优配合比选为Ａ２８３Ｃ３Ｄ３，即最优组合为粉煤灰掺量１５％，
砂率为４３％，外加剂掺量为１．８％，混合砂的细度模数为２．８（即
６０％机制砂＋４０％细河砂）。
３．２ ｃ６０高性能混凝土试验结果
以Ｃ６０混合砂混凝土最优配合比为基础，将混合砂用细度
’
宝
、
褂 婿
ｕＩ
Ｏ
龄期，ｄ
图１ 混合砂混凝土和河砂混凝土的干缩试验结果
从图１中可以看出，除早期（即１、３、７ ｄ）河砂混凝土的 干缩值低于混合砂混凝土外，７ ｄ以后河砂混凝土干缩值都 高于混合砂混凝土的。这可能是干燥前期机制砂中的石粉起 分散水泥的作用，使水泥粒子与水的接触面增加，水化反应比 较快，生成的Ｃ—Ｈ．Ｓ凝胶比较多，因化学反应而产生的收缩 在水泥水化早期所占的比例比较大，因而混凝土的早期收缩 比较大，后期（７ ｄ以后）水泥的水化进入一个稳定期，机制砂 中的石粉起微集料的填充作用，对水泥石的收缩起一定的抑 制作用，因此，后期混合砂混凝土的干缩值比河砂混凝土的干 缩值小。
表６正交试验表ｋ（３４）
由表６正交试验ｋ（３４）可知，Ｃ６０混合砂泵送混凝土坍落
度的理论最优配合比的主次顺序为：坍落度－－－，Ａ３８３Ｃ１Ｄ３；７ ｄ抗
压强度－－＊Ａ１Ｃ３８３Ｄ３；２８ ｄ抗压强度－－－，Ａ２ ｄ抗压强度的３个最优配合比可以看出：Ｂ３Ｄ３（即砂率
数为２．８的混合砂，代替相同细度模数的河砂，其和易性均良好， 坍落度、２８ ｄ的抗压强度、抗折强度和劈裂强度均高于河砂混凝 土。从表１可以看出，省内机制砂筛余０．３１５ ｍｉｌｌ以下所占的比 例较小，仅有１０％左右，而ＪＧＪ／Ｔ １０一９５《混凝土泵送施工技术 规程》中指明，泵送混凝土细骨料应采用中砂，通过０．３１５ ｍｉｌｌ筛 孔的砂不应小于１５％。而天然细砂的粒径主要集中在０．３１５．ｍｉｌｌ 以下，与机制砂复合正好填补０－３１５ ｍｉｌｌ以下的累计筛余，使细 骨料具有良好的级配，同时，天然砂减少了机制砂之问的内摩 擦力，从而获得了良好的施工性能，因此混合砂混凝土的和易 性和流动度接近天然中砂，甚至更好。
但商｜生能混凝士对建筑用砂提出了越来越高的要求，细砂已不能满 比较广泛，储量丰富，可缓解河砂紧张状况四；而且机制砂可以就近
足工程需求，且随着环保力度的加大，禁采范围越来越广。长期混 开采就地使用，节省运费，为砂资源的可持续发展提供一条道路。
凝土以河砂为细骨料的安徽省不得不探求砂资源的可持续发展，
本研究对省内主要机制砂产区进行了考察，不同产地机制
【１】１王圣洁，陈江，等．中国滨海建筑砂开采的环境地质问题和可持续发 展对策叨．海洋地质动态，２０００（１）：５—８．
【２】２冯乃谦．普通混凝土、高强混凝土与高性能混凝土叨．建筑技术，２００４，
３５（１）：２０—２３．
【３］３欧阳东粉煤灰及其他矿物掺合料对新拌和硬化混凝土性能的影响叨．
４结论
（１）利用正交试验对Ｃ６０混合砂高性能混凝土配合比进行 优化，试验结果表明：用６０％的机制砂＋４０％的天然细砂做为细 骨料能配制出满足和易性、力学性能的高性能混凝土。
摘要：针对安徽省建筑用砂的特点，采用细河砂与机制砂混掺，配制Ｃ６０高性能混凝土，通过正交试验优化混凝土配合比。试验结果
表明：用６０％的机制砂“ｏ％的天然细砂做细骨料，能够满足高性能混凝土的各项技术指标要求，与天然中砂相比，其力学性能和耐久性
能效果更为理想。
关键词：机制砂；高性能混凝土；正交试验；力学性能；耐久性
（２）用正交试验得出的混合砂混凝土最优配合比与细度模 数相同的河砂混凝土进行耐久性试验，结果表明：机制砂混凝 土的抗氯离子渗透性能和干缩性能均优于河砂混凝土，这说明 混合砂混凝土配合比进行合理的优化后，其耐久性也优于河砂 混凝土。
ｔｕｒｅｄ ｓａｎｄ，ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｏｆＣ６０ ｉｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍｉｘ ｒａｔｉｏ ｉｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ
ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｒｅｑｕｉｒｅｓ ｉｎ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｒｅ ｓａｔｉｓｆｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｉｘｔｕｒｅ ｏｆｍａｃｈｉｎｅ—ｍａｄｅ ｓａｎｄ ｏｆ６０ ｐｅｒｃｅｎｔ ａｎｄ ｆｉｎｅ－ｎａｔｕｒｅ ｓａｎｄ ｏｆ４０ ｐｅｒｃｅｎｔ ａｓｆｉｎｅａｇｇｒｅｇａｔｅ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｓａｎｄｍｉｄｄｌｅ—ｎａｔｕｒｅ ｓａｎｄ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｉｓｂｅｔｔｅｒｉｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｓａｎｄ；ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ
万方数据
３．２．２混凝土耐久性 分别对表７中混合砂混凝土和河砂混凝土两种配合比做
抗渗性能和干缩性能的研究，试验结果见表９。
类型名称ｃ１：躲而而熹鬻鲁而而 表９机制砂混凝土和河砂混凝土耐久性结果
从表９可以看出，混合砂混凝土的氯离子扩散系数为Ｏ．９５ｘ １０。８ｃｍ２／ｓ，河砂混凝土的氯离子扩散系数１．１６ｘｌ ０ｒ８ｃｍ２／ｓ，均满足高 性能混凝土氯离子扩散系数不大于３００×１舻４ｍ２／ｓ（即３ｘ１０４ｃｍＶｓ） 的要求，表明Ｃ６０混合砂混凝土和河砂混凝土具有较好的抗氯 离子渗透Ｊ眭能。混合砂混凝土的氯离子扩散系数比河砂混凝土 的低１８．１％，说明混合砂混凝土的抗渗性能比相同细度模数的河 砂混凝土抗渗性能好。这可能是机制砂等量取代河砂，机制砂中 的石粉起分散水泥粒子的作用，使水泥水化更加均匀、一致，生 成的水泥石有害的大孔减少，封闭的小孔增多，从而改善了混 凝土的孔隙结构，降低了氯离子扩散系数，提高了抗渗性能，增 强了抵抗外界侵蚀环境的破坏能力。
机制砂引起了越来越，广『泛的关注和研究。就全国范围来看，使用机 砂性能指标见表１。
表１安徽省内机制砂主要性能指标
从表ｌ可以看出，省内机制砂以中粗砂为主，这与其他省份 机制砂的细度模数一致【ｑ。结合省内建筑用砂以细砂为主的实际 情况，采用细砂和机制砂混掺制得中砂，满足高性能混凝土建筑 用砂需求，提高混凝土性能，这也是本试验的基本出发点。
从表８还可以看出，混合砂混凝土２８ ｄ抗压强度、抗折强度 和劈裂强度均高于河砂混凝土的强度，其中抗压强度提高３．５％， 抗折强度略高于河砂混凝土，劈裂强度提高２．７％。这是因为：①机 制砂表面结构优于天然河砂，其表面没有风化层，均是新鲜的 岩面且棱角丰富，与水泥浆的咬合力增大。②机制砂中含泥量较 小，机制砂中低强度的轻物质含量较河砂少。③机制砂中含有５％。 １５％左右的石粉，石粉弥补了机制砂中细颗粒偏少的缺陷，有效 填充了细骨料问的孔隙，不但使混凝土中的毛细孔得到细化， 而且使孔隙率减小，混凝土更加密实，进而改善混凝土的孔隙 结构，改善了水泥浆与骨料间的黏结，使机制砂混凝土的断裂 能比同条件下的河砂混凝土的断裂能大，且断裂能随抗压强度 的增大而增加。另一方面，石粉能够使水泥颗粒更加分散，从而 使水泥水化更加充分，在水泥水化过程中起到一定的晶核作 用，诱导水泥的水化产物析晶，加速水泥水化并参与水化物的 形成ｎ。因此，机制砂混凝土的抗压、抗折、劈裂强度均优于河砂 混凝土。
累计筛余胍 ３ ３６ ６２ ７８
８７
８９
９０
１００
水率为２２．１％。
３．１ Ｃ６０高性能混凝土配合比的优选
本试验混凝土配合比的计算采用质量法，Ｃ６０初步配合比 如表５所示。
表５ Ｃ６０初步配合比ｋｇ／ｍ３
２试验方法
混凝土力学性能按ＧＢ／Ｔ ５００８ １－－２００２《普通混凝土力学性能
以Ｃ６０高性能混凝土为研究对象，采用正交试验优化混凝 土配合比，考察影响混凝土性能的关键因素，如表６所示。
２０１２年第１期（总第２６７期） Ｎｕｍｂｅｒ １ ｉｎ ２０１２（Ｔｏｍｌ Ｎｏ．２６７）
ｄｏｉ：１０．３９６９８．ｉｓｓｎ．１００２—３５５０．２０１２．０１．０２９
混
凝
土
Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
预拌混凝土 Ｉ也ＡＤＹ ＭＤｍＤ ＣＯＮＣＲＥＴＥ
机制砂和细砂在Ｃ６０高性能混凝土中的研究
胡晓曼，董献国
（安徽省水利科学研究院，安徽蚌埠２３３０００）
中图分类号：ＴＵ５２８．０４１
文献标志码：Ａ
文章编号： １００２—３５５０（２０１２）０１—００９１—０３
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｓａｎｄ ａｎｄ ｆｉｎｅ－ｎａｔｕｒｅ ｓａｎｄ ｉｎ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ＨＵＸｉａｏ－ｍａｎ，ＤＯＮＧＸｉａｎ－ｇｕｏ
４３％和细度模数２．８）是３个最优配合比的公共因素，且Ｄ（细度
模数）对３个配合比的影响最小。在以往实际试验的基础上，粉
煤灰掺量为１５％对混凝土的和易性和长期耐久性起积极作用，
因此粉煤灰掺量确定为１５％（即Ａ２）。在７、２８ ｄ抗压强度方面，
ｃ３是公共因素，即外加剂掺量为１．８％对强度影响比较大。综合
（ＡｎｈｕｉＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｎｇｂｕ２３３０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｎ ｓａｎｄ ｕｓｅｄ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｏｆＡｎｈｕｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍｉｘｔｕｒｅ ｏｆｆｉｎｅ－ｎａｔｕｒｅ ｓａｎｄ ａｎｄ ｍａｎｕｆａｃ—
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万方数据
表２天然细砂颗粒级配
试验方法标准》进行，混凝土耐久Ｉ生能按ＧＢ／Ｔ ５００８２－－２００９《普通
混凝土长期性能和耐久｜生能试验方法标准》进行，其中抗氯离子渗 透试验采用ＲＣＭ法进行，干缩试验采用弓形螺旋测微计测量。
３试验结果及分析
筛孔尺寸／ｍｍ ４．７５ ２．３６ １．１８ ０．６００ ０．３００ ０．１５０ ０．０７５＜０．０７５
１原材料
水泥：铁鹏Ｐ·Ｏ ４２．５级水泥。
收稿日期：２０１１．０７＿２３
细骨料：六安产细河砂，细度模数为１．８，属ＩＩＩ区，颗粒级 配见表２；六安产中砂，细度模数为２．８，属Ⅱ区，颗粒级配见表３； 机制砂为庐江产，其细度模数为３．５，属Ｉ区，颗粒级配见表４， 石粉含量为１０％。
粗骨料：巢湖散兵碎石，连续粒级５￣２５ ｍｍ。 粉煤灰：淮南Ｉ级粉煤灰。 外加剂：合肥淋新高效减水剂，掺量为胶凝材料的２．３％，减
模数相同的河砂代替，研究混合砂混凝土与河砂混凝土的和易
性、抗压强度、抗折强度、劈裂强度、ｃｌ？渗透性能以及干缩性能，
从而了解两种混凝土施工性能、强度和耐久性能，为工程实际
和科学研究提供参考。其配合比见表７，试验结果见表８。
表７混合砂和河砂混凝土配合比
类型材料 水水泥粉煤灰机制砂河砂大石小石外加剂
混合砂混凝土１７０·４５０ ８０