摘要：
本文讨论了不同机制砂对掺聚羧酸减水剂混凝土性能的影响。研究结果表明：不同的机制砂对掺聚羧酸减水剂混凝土工作性能的影响大不相同，尤其体现在其石粉含量、形貌等对掺聚羧酸减水剂混凝土的性能有较大影响。
关键词：机制砂；聚羧酸；混凝土；石粉
0引言
随着国家一带一路和西部大开发的规划实施，许多高速工程和建筑工程正如火如荼的建设当中，然而这些工程需大量的砂石等材料。而这些工程大都交通蔽塞，所需建筑材料不适宜远距离运输，一般就地取材选取原材料。然而我国幅员辽阔，不同地区的机制砂质量大不相同，例如我国东南和东北地区花岗岩广泛分布，而我国西南、内蒙和南京等地区又是以玄武岩分布为主。由于地区材质差异，不同的机制砂对混凝土的影响也大不相同。因此本文从机制砂种类及其机制砂特性着手，研究不同机制砂对掺聚羧酸减水剂混凝土性能的影响。
1材料与方法
1.1原料
水泥为华新P.O42.5水泥，主要性能指标见表1。粉煤灰为Ⅱ级灰，细度为22%，需水量比为%。苏州弗克聚羧酸减水剂RX-1-。贵州省某砂石料场机制砂A，其母材主要为石灰岩材质；湖南省某砂石料场机制砂B，其母材主要为花岗岩材质，含部分石英石和石灰石。某砂石厂用卵石制得机制砂C，其材质致密，主要为石英结构。
表1试验用水泥的主要性能指标
1.2试验方法
分别按GB/T-《建筑用砂》和JGJ52-《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》测定试验用砂石粉含量、级配及细度模数；分别按GB/T-《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和GB/T-《普通混凝土力学性能试验方法标准》测定混凝土的工作性能和力学性能．试模尺寸为mm×mm×mm。物相分析仪器为X射线衍射仪；扫描电子显微镜SEM分析。
2结果与讨论
2.1不同机制砂及石粉的性能与微结构
2.1.1不同机制砂的物理性质
不同机制砂由于母材硬度和化学组成成份不同，经母材加工破碎后颗粒级配和形状以及石粉含量有着较大的区别。
表2不同机制砂的物理性能
表2结果表明：贵州某砂石料场机制砂A细度模数为3.0，级配较差，石粉含量较大。湖南某矿区制得的机制砂B细度模数为3.0，石粉含量相比A的要小，级配较A砂的要好。卵石类石英质机制砂C的级配最佳，石粉含量也最小。机制砂的这些特点决定了其对掺聚羧酸减水剂混凝土的工作性和力学性能将产生不同的影响。
2.1.2不同机制砂的微观结构
取三种机制砂进行SEM和XRD分析，可知A砂石粉棱角较多，且表面粗糙,裂缝多,主要含钠长石、透辉石、蛇纹石等硅酸盐矿物；B机制砂石粉颗粒尖锐有明显的棱角，表面相对光滑，同时其表面附着了较多的石粉，含有钠长石(NaAlSi3O8)等杂质矿物；C砂石粉颗粒棱角明显，英质含量较多，软石质地坚硬，表面光滑。对于机制砂而言，其颗粒形貌形状不规则、多梭角，因此石粉颗粒需要更多的包裹水。
2.2不同机制砂对掺聚羧酸混凝土性能的影响
为了验证不同材质的机制砂对掺聚羧酸减水剂混凝土性能的影响，在相同试验条件下，使用不同机制砂配制了C30强度等级的混凝土，固定RX-1-的掺量为1.0%，对比混凝土初始坍落度、扩展度、和易性等。增加砂率验证砂率对掺聚羧酸减水剂混凝土性能的影响，其工作性和力学性能测试结果见表3。
表3不同机制砂对掺聚羧酸减水剂混凝土性能的影响
从表3可以看出，同等砂率的情况使用机制砂A拌制出的混凝土初始坍落度最小，而且混凝土损失也最大；使用B砂的初始坍落度较A砂的初始坍落度要大，且损失较A砂的要小；使用C砂拌出的混凝土初始坍落度最大且坍落度损失也最小。随着砂率的增加几种砂对掺聚羧酸混凝土的初始坍落度和坍损各的影响不相同，A砂影响最大，B砂次之，C砂的影响最小。这种现象是由石粉的表面结构不同造成的，A砂石粉表面疏松，且裂纹较多，其对聚羧酸外加剂有较大的吸附性，造成混凝土的需水量增加且坍落度损失明显增大；C砂石粉表面光滑，对外加剂的吸附性最小，坍落度损失也最小。
几种机制砂对混凝土强度影响也不同，同等砂率情况下使用A砂拌制的混凝土7d和28d强度最高，使用C砂拌制的混凝土7d和28d强度最低，这是由于石英质机制砂所含石粉的矿物为惰性材料。随着砂率的增加混凝土的7d和28d强度都降低了，但砂C降低幅度最明显。这是由于C砂质地坚硬，所含石粉多为惰性材料在混凝土中仅起填充作用，而含有较多石灰质机制砂A和机制砂B所含矿物钠长石等为活性物质，在混凝土当中不仅起填充作用而且一起参与水化，提高了混凝土的强度。
3结论
(1)不同的机制砂因为材质的不同，经破碎加工后的所产生的石粉颗粒表面结构大不相同，石灰石质机制砂石粉表面疏松，裂纹较多。石英质机制砂质地坚硬，棱角较多且表面光滑。
(2)不同岩性机制砂对掺聚羧酸减水剂混凝土的工作性影响不同，颗粒形貌的差异和石粉含量的变化是机制砂影响掺聚羧酸减水剂混凝土工作性下降的主要原因.
（3）石英质机制砂主要矿物均为石英，其结晶良好，其石粉为惰性填充料；石灰岩质机制砂，由于含有活性矿物质，其活性SiO2和活性A12O3，可以溶出，参与二次反应，消耗Ca(0H)2，加速水泥的水化速度，水化产物填充于C-S-H凝胶的孔隙中，有利于基体强度的发展。
（4）使用机制砂拌制混凝土时砂率的增加不但影响混凝土的工作性能而且对混凝土的强度影响也较大，使用卵石机制砂C增加砂率时混凝土强度降低幅度最大。
4参考文献
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