镍矿砂混凝土中应用的缺点（面砂在混凝土中的应用研究）

［摘要］本文研究将面砂取代天然砂应用于混凝土中。试验将天然砂与面砂，机制砂与面砂，水洗石屑与面砂，机制砂、天然砂与面砂，以及水洗石屑、天然砂与面砂以不同比例搭配使用，检测其对混凝土性能的影响。并且给出本试验条件下各种砂的合理掺用比例。

［关键词］面砂；混凝土；性能

0 前言

长期以来，由于天然中粗砂的随意开采，水域环境遭到了严重破坏，并且对航运安全造成了一定的隐患。这种现状已引起了相关行政主管部门的高度重视，禁采力度也不断加大，许多天然河道和湖泊已实施了永久禁采。天然中粗砂的市场供应日益吃紧，混凝土生产企业都在寻找天然中粗砂的替代材料，机制砂、水洗石屑、尾矿砂、面砂等各种可替代细骨料粉墨登场。由于这些可替代细骨料的性能差异较大，依据各种细骨料自身的性能搭配使用是混凝土企业的最佳选择[1,2]。

河流故道以及流域下游蕴藏着大量的面砂资源，这些面砂细度模数一般在0.7～0.9 之间，属于特细砂，粒径范围几乎都在0.315mm 以下，比表面加大，但含泥量较低，适合作为细骨料小粒径范围的填充成分。适量使用面砂可以调节混凝土的和易性，改善混凝土的离析和泌水[3]，且由于面砂的市场价格较低，大规模使用有助于平抑市场上细骨料的整体价格，降低混凝土的配制成本。

3 试验结果及分析

3.1 天然中砂与面砂的搭配使用

以细骨料全部天然中砂为基准，在天然中砂中掺入一定量面砂，调节两者比例，测试相应的混凝土性能，见表2。

由试验结果可知，当面砂掺入量较小时，混凝土的和易性、强度和电通量均有一定程度的改善，这是因为面砂填充了细骨料和胶凝材料的颗粒过渡区，使混凝土的孔隙率降低、密实度提高。当面砂掺入量高于10% 时，混凝土的坍落度降低、坍落度损失加大，强度和电通量也开始劣化，这是由于面砂的比表面积较大，吸附的水量和外加剂量较多，同时增加了硬化混凝土中的凝胶孔数量。从试验数据来看，与天然中砂搭配时，面砂的掺入量不宜超过10%。

3.2 机制砂与面砂的搭配使用

以细骨料全部天然中砂为参照基准，使用机制砂和面砂作为细骨料完全取代天然中砂，调节两者比例，测试相应的混凝土性能，见表3。

由试验结果可知，当面砂掺入量较小时，混凝土的和易性较差，离析和泌水现象严重，原因是由于机制砂中含粉量较少，且细颗粒含量较低，少量的面砂不足以填充细骨料中粗颗粒形成的孔隙；当面砂掺入量达到15% 时，混凝土的和易性明显改善，力学性能也随之提高，电通量也有明显的降低；但当面砂掺入量超过20% 时，混凝土的坍落度降低、坍落度损失加大，强度也开始衰减，此时面砂比表面积较大带来的负面影响已超过填隙带来的正面影响，电通量变化不大的原因是面砂的填隙作用降低了混凝土的孔隙率。从试验数据来看，与机制砂搭配时，面砂的适宜掺入量为15%～20%。

3.3 水洗石屑与面砂的搭配使用

以细骨料全部天然中砂为参照基准，使用水洗石屑和面砂作为细骨料完全取代天然中砂，调节两者比例，测试相应的混凝土性能，见表4。

与机制砂的试验结果类似，当面砂掺入量较小时，混凝土的和易性较差，离析和泌水现象严重。水洗石屑中由于不含石粉，相对于机制砂而言情况要更为严重一些。当水洗石屑∶面砂= 16:4～15:5 时，混凝土的和易性较为良好，强度和电通量也明显改善，当面砂掺入量达到30% 时，由于面砂比表面积的负面影响，混凝土的各项性能指标开始劣化。

3.4 机制砂、天然中砂与面砂的搭配使用

参照表2 和表3 的试验结果，以机制砂作为细骨料中的中粗颗粒主要组分，以面砂作为细骨料中的细颗粒组分，以天然河砂作为细骨料中中等粒度颗粒的适当补充，调节三者比例，测试相应的混凝土性能，见表5。

由试验结果可知，当三种细骨料混合使用时，混凝土的性能优于两种细骨料搭配使用的效果。这是由于多组分搭配使用时，各种原材料占据了不同的粒度范围，使得细骨料的级配更为合理，但当面砂用量较高时，混凝土的各项性能开始劣化。当机制砂、天然中砂和面砂混合使用时，7:2:1 搭配使用是较好的选择。

3.5 水洗石屑、天然中砂与面砂的搭配使用

参照表2 和表4 的试验结果，以水洗石屑作为细骨料中的中粗颗粒主要组分，以面砂作为细骨料中的细颗粒组分，以天然河砂作为细骨料中中等粒度颗粒的适当补充，调节三者比例，测试相应的混凝土性能，见表6。

与机制砂、天然中砂和面砂混合使用类似，水洗石屑、天然中砂和面砂搭配使用时的效果也优于两种骨料搭配使用的效果，在使用时，同样需要控制面砂用量，当水洗石屑、天然中砂和面砂混合使用时，6:3:1 搭配使用是较好的选择。

4 结论

（1）面砂与天然中砂、机制砂或水洗石屑进行两种骨料搭配使用时，可调节混凝土的工作性能，在掺量适宜时，混凝土的各项性能皆可以保证。

（2）以机制砂或水洗石屑作为细骨料中的中粗颗粒主要组分，以面砂作为细骨料中的细颗粒组分，以天然河砂作为细骨料中中等粒度颗粒的适当补充，混合使用的效果要优于两种细骨料搭配使用的效果。

（3）面砂的比表面积较大，掺量过大时会导致混凝土的各项性能劣化。