石粉對機(jī)制砂混凝土的影響

由于機(jī)制砂顆粒形狀粗糙、尖銳、多棱角，比表面積大，與天然砂相比，用機(jī)制砂配制的混凝土需水量大，工作性稍差，易于離析泌水。這在水泥用量少的低強(qiáng)度等級混凝土中表現(xiàn)尤為明顯。機(jī)制砂中的石粉含量過高對混凝土不利，而適量的石粉對混凝土是有益的，可彌補(bǔ)混凝土工作性差的缺陷。同時(shí)，它的存在對完善混凝土特細(xì)骨料的級配、提高混凝土密實(shí)性都有益處，進(jìn)而起到提高混凝土綜合性能的作用。

對于小于75μm的顆粒，天然砂中的泥粉70%顆粒分布集中在16μm以下，平均粒徑為8.4μm；石灰石質(zhì)機(jī)制砂中的石粉70%顆粒分布集中在16μm以上，平均粒徑為36.9μm.如此的粒度分布，不但不會阻礙水泥與骨料的結(jié)合，相反，填補(bǔ)了混凝土骨料之間的空隙，在一定程度上提高了混凝土保水性和粘聚性，改善了離析泌水現(xiàn)象，使得混凝土易于成型振搗，改善了混凝土工作性。

機(jī)制砂中的石粉填充了大顆粒之間的空隙在集料體系內(nèi)起一定的潤滑作用，在不含泥土的情況下，機(jī)制砂中石粉含量介于5~10%之間時(shí)，用水量不必增加很多也可保持工作性。細(xì)集料級配標(biāo)準(zhǔn)僅適合于球形顆粒，但不適合于非球形的機(jī)制砂，按細(xì)集料規(guī)范的級配未必能配制出好的混凝土，改變一下級配反倒能配制出性能良好的混凝土。

在同等條件下，用機(jī)制砂配制的混凝土比河砂配制出的混凝土強(qiáng)度略高。機(jī)制砂提高混凝土的強(qiáng)度是由于石粉填充了混凝土中的孔隙，且75μm以下的石粉可以與水泥熟料生成水化碳鋁酸鈣。機(jī)制砂增強(qiáng)混凝土的主要原因是由于石粉的存在可以較明顯改善混凝土的孔隙特征，改善漿一集料界面結(jié)構(gòu)，并且混凝土晶相有不同程度的改變。就強(qiáng)度而一言石粉的最佳含量為5%。石粉對水泥水化具有增強(qiáng)作用，石粉在水泥水化反應(yīng)中起晶核作用，誘導(dǎo)水泥的水化產(chǎn)物析晶，加速水泥水化并參加水泥的水化反應(yīng)，生成水化碳鋁酸鈣，并阻止鈣礬石向單硫型水化硫鋁酸鈣轉(zhuǎn)化。

當(dāng)“石粉”含量增大到21%以上時(shí)，由于石粉含量太高，顆粒級配不合理，使混凝土密實(shí)性降低，工作性變差；粗顆粒偏少，減弱了骨架作用；非活性石粉不具有水化及膠結(jié)作用，在水泥含量不變時(shí)，過多的石粉使水泥漿和混凝土的強(qiáng)度降低。

機(jī)制砂的石粉填充了混凝土的空隙，降低了混合物的含氣量，增加了密實(shí)度。用石粉含量7%以下的機(jī)制砂配制的混凝土，其強(qiáng)度不低于同水灰比的天然砂混凝土強(qiáng)度。對于用石粉含量介于10%~20%的機(jī)制砂配制混凝土，水灰比為0.70時(shí)，混凝土抗壓強(qiáng)度隨石粉含量增加而增加；水灰比為0.53時(shí)，抗壓強(qiáng)度對石粉含量的變化不敏感；對于以0.40水灰比配制的混凝土，石粉含量10%時(shí)強(qiáng)度上升到最高，之后強(qiáng)度隨石粉含量增加而降低，石粉含量20%時(shí)降到與天然砂混凝土相同。

機(jī)制砂混凝土的干縮隨石粉含量的增大而增大，當(dāng)0.16mm以下顆粒含量大于12%時(shí)，干縮率顯著增大，且高石粉含量機(jī)制砂混凝土早期干縮大于常規(guī)機(jī)制砂混凝土。認(rèn)為主要是由于小于75μm的石粉顆粒在混凝土拌和物中起到增加水泥漿含量的作用，單位體積水泥漿多，導(dǎo)致干縮率增大。

適量的石粉可使機(jī)制砂混凝土具有很好的粘聚性和保水性，改善了離析泌水現(xiàn)象，石粉填充了界面的空隙，使水泥石結(jié)構(gòu)和界面結(jié)構(gòu)更為致密，阻斷了可能形成的滲透通路，使混凝土的抗?jié)B性得到改善。機(jī)制砂中的石粉可以提高集料的有效堆積，在水泥水化過程中阻止毛細(xì)孔道的形成，從而提高混凝土的抗?jié)B性。石粉越多，被阻斷的透水通道也就越多，越能改善混凝土的抗?jié)B性能。