1机制砂对混凝土性能的影响

机制砂与河砂形成不同，机制砂是由人工轧制加工而成，所以它棱角性好、级配较差、颗粒较大。而河砂是经过河流冲刷而成，级配较好。

1.1颗粒特征对混凝土的影响

机制砂与河砂相比棱角性好、颗粒较大、手感粗糙，所以拌制的混凝土拌和物在达到同等工作性的条件下需要更多的胶凝材料，这样就无形中提高了水泥用量，所以精细加工是提高机制砂经济性与工作性的唯一途径。其次机制砂颗粒由于缺少2.36mm以下的颗粒含量，所以它拌制的混凝土流动性、保水性、密实性较差。这样对混凝土后期的强度、耐久性都有很大的影响。

1.2石粉含量对混凝土的影响

机制砂中小0.mm的石粉一般由两部分成分组成，一部分是与母岩成分相同的石粉，这部分成分对混凝土的性能影响不大，而且在一定成度上有利于提高混凝土拌和物的和易性，增大密实性与混凝土的耐久性。另一部分为开采母岩时的山皮，也就是黏土。这部分成分是对混凝土是极其有害的，首先它的吸水性较大，提高了混凝土拌和物的每方用水量，降低了混凝土的品质。其次黏土含量会降低混凝土的抗渗性、耐久性，增大混凝土的干缩性能。机制砂常用砂当量来控制黏土含量，黏土是唯一增大MB值的成分，石粉对MB值影响不大。

2机制砂水下混凝土配合比试配要求及原材料选择

2.1水下混凝土试配要求

根据《桥涵施工技术规范》及施工方法的要求，水下混凝土的试配首先要满足施工和易性的要求，因为水下混凝土在施工时无法振捣，混凝土必须靠自重流动进行密实。其次在浇筑水下混凝土时有一定的下落高度，要保证混凝土拌和物在下落时不至于离析，因此混凝土拌和物的黏聚性要相当可观。其次，根据《混凝土设计规程》的要求，配制的混凝土立方体抗压强度必须要达到所计算的试配强度要求(在设计强度的基础上增加1.σ)，满足最大水灰比及最小水泥用量的要求。

2.2原材料的选择

机制砂水下混凝土原材料的选择与常规水下混凝土原材料的选择没有过大区别，但应注意以下几点：

(1)由于机制砂小于0.mm颗粒含量较大，使用前必须进行砂当量试验确定，且掺加的粉煤灰要求需水量较小，这样对机制砂石粉的吸水是个弥补，不至于混凝土拌和物吸水过多而形成泌水现象。

(2)由于机制砂含有大量的石粉，它对外加剂的反应较敏感，所以在选择外加剂时要注意石粉与外加剂的相容性，这样外加剂才能较好地发挥作用。

(3)根据以上两点要求选择以下原材进行配合比试验：

①水泥：永登县祁连山P.O42.5级水泥，密度3.10g/cm3，标准稠用水量26.8%；

②河砂：水阜河中砂，表观密度2.g/cm3，细度模数2.5；

③机制砂：永登县某石灰岩石料厂，表观密度2.g/cm3细度模数3.1，石粉含量9.6%，MB值0.8；

④碎石：永登某石料厂5～25mm连续级配碎石，表观密度2.g/cm3，压碎值指标值8.6%；

⑤粉煤灰：平凉电厂一级粉煤灰，需水比91%；

⑥减水剂：某品牌高性能减水剂，减水率直30%；

3配合比试配及对比试验

3.1确定试配强度及各种材料用量

我们以C35水下混凝土为例进行试配试验，根据《桥涵施工技术规范》的要求水下混凝土最小泥用量不低于kg/m3，最大水灰比为0.4，我们以假定容重kg/m3，砂率选为44%～46%，坍落度控制在～mm。在此基础上试拌调整用水量及减水剂用量。另外试拌确定一组河砂水下混凝土为基础进行对比。经试拌调整得到以下配比表1所示。

3.2上述配合比的测试结果

对上述配合比试拌后测试工作性及力学性能如表2所示。

3.3对上述配合比的及结果的分析

根据上述配比的材料用量、工作性及力学性能得出以下结论：

从H1、H2可见在每方混凝土材料用量相同的基础上，河砂混凝土拌和物的黏聚性较好、坍落度较大，但抗压强度较低。这是因为机制砂孔隙率较大、表面粗糙、石粉含量又较大，因此它的砐水率较大，吸收了部分拌和用水，再加之它的棱角性较好也阻碍了混凝土拌和物的流动性。但正是因为它的棱角性较好，在混凝土拌和物振捣密实时它的棱角有一定的自锁作用，所以使混凝土形成了较好的强度。

为了对机制砂混凝土拌和物形成较好的工作性，要适当增加砂率或胶凝材料，但增加数量要经过试验确定。因为从H4、H6、H8、H10可以看出砂率或胶凝材料的增大会大大降低混凝土的抗压强度。

从H3、H9可见机制砂混凝土拌和物对减水剂的掺量增加非常敏感，在实际试配时要特别注意，以免引起混凝土拌和物的离析。从H5、H11可见粉煤灰的掺量增大会引起混凝土早期强度较低，后期增长尚可。

以上配合比只是分析了机制砂在水下混凝土中的适用性和各种配比下的工作性及力学性能的变化特征，在实际配合比设计时要经不同水灰比拌和后按试配强度线性回归得出最经济可行的配合比。

4结语

在同等配合比的情况下，机制砂水下混凝土拌和物的工作性差于河砂水下混凝土拌和物，但在使用合格机制砂的情况下，合理调整砂率、胶凝材料用量、减水剂的情况下完全可以获得工作性及力学性能符合施工工艺及规范要求的水下混凝土。