1 前言

    面临目前中粗砂储量下降、分布不均匀等一系列问题，开发利用丰富的特细砂资源并将其应用于具体工程实践，从可持续发展的角度看有着深远的现实意义和社会意义。特别是在黄河附近的区域，黄河特细砂储量大、质量稳定、价格便宜，对商品混凝土站具有很好的经济效益。本文以特细砂混凝土作为研究对象，分析特细砂与水洗粗砂不同比例对混凝土强度、和易性的影响。

2 试验的研究思路

    先以C30为例，利用正交设计和富余浆体量混凝土配合比设计方法研究特细砂与水洗粗砂不同比例对混凝土强度、和易性的影响；然后用同样方法研究了从C10～C50普通混凝土特细砂的配比。

3 试验原材料的性质

（1）天然水洗粗砂：山西吕梁李家沟生产的粗砂。其性能见表1。

 

 

（6）外加剂：北京方兴外加剂有限责任公司生产的JF-萘系高效减水剂。减水率为28%、含气量为2.3%。

（7）拌合水：试验室中的自来水。

4 试验研究

4.1正交试验因素、水平选择

 

4.2配合比设计

利用浆体富余量配合比设计方法，对表6中的A、B、C

三因素，1、2、3三水平进行正交试验设计，C30配合比见表7。

4.3试验结果及分析

4.3.1试验结果

试块成型在温度21℃，湿度65%的环境下进行；抗压试块成型尺寸100mm×100mm×100mm；成型后一天拆模；28d强度试块拆模后放在温度为20±2℃，湿度为95%以上的标准养护室中养护；快测强度放在温度为90℃的蒸汽养护箱中养护24小时。试验结果见表8。

 

 

4.3.2强度极差分析

从表9可以看出，极差的大小顺序为C＞A＞B，即因素对试验结果影响的大小顺序为C＞A＞B，因而，对此特细砂混凝土强度影响最大的因素是特细砂占总砂的比例，其次是水灰比，对强度影响最小的是粉煤灰取代率。使考核指标值达到最大的条件是：A1B1C2。结果分析图见图1、图2。

 

由图1、图2知特细砂掺量为40%时为最佳掺量。当特细砂掺量低于最佳掺量时，特细砂不能有效的填充粗砂，使得掺合后的砂子级配没有达到最佳，孔隙率偏高，导致混凝土和易性发散，不够密实，强度偏低；当特细砂掺量高于最佳掺量时，富余出来的特细砂使砂子的孔隙率增大，填充砂子需要的浆体量就增加，当浆体量不足时，富余出来的特细砂充当着胶凝材料的角色，使得混凝土粘聚性增大，但由于实际浆体量不足导致混凝土强度偏低。

4.3.3配比确定

 

 

由以上分析确定C30混凝土的最佳配比见表10。

4.4系列配比确定

用同样的方法确定了C10～C50普通混凝土的配合比见表11。

5 工程应用

    此项研究成果在山西某混凝土公司生产应用。在30层高层建筑、桥梁、铁路以及人防工程中都应用良好。由于特细砂比水洗粗砂便宜，并且使用特细砂后胶凝材料量的降低，使得混凝土成本明显下降。取得了可观的经济效益。

6 结论

（1）每个配比都存在特细砂最佳掺量。

（2）粉煤灰掺量不同，得到特细砂的最佳掺量却相同。

（3）每个强度等级的混凝土，小幅波动水灰比、粉煤灰取代率、特细砂比例时，特细砂比例对混凝土的和易性、强度影响最显著。

（4）水灰比或粉煤灰掺量相同时，特细砂比例小于最佳比例时，混凝土发散；特细砂比例大于最佳比例时，混凝土粘聚性增加，可泵送性变差。

（5）由于特细砂的使用，使同强度等级混凝土的胶凝材料用量降低。