［摘要］本文研究将面砂取代天然砂應用于混凝土中。試驗将天然砂與面砂，機制砂與面砂，水洗石屑與面砂，機制砂、天然砂與面砂，以及水洗石屑、天然砂與面砂以不同比例搭配使用，檢測其對混凝土性能的影響。并且給出本試驗條件下各種砂的合理摻用比例。

［關鍵詞］面砂；混凝土；性能

0 前言

長期以來，由于天然中粗砂的随意開采，水域環境遭到了嚴重破壞，并且對航運安全造成了一定的隐患。這種現狀已引起了相關行政主管部門的高度重視，禁采力度也不斷加大，許多天然河道和湖泊已實施了永久禁采。天然中粗砂的市場供應日益吃緊，混凝土生産企業都在尋找天然中粗砂的替代材料，機制砂、水洗石屑、尾礦砂、面砂等各種可替代細骨料粉墨登場。由于這些可替代細骨料的性能差異較大，依據各種細骨料自身的性能搭配使用是混凝土企業的最佳選擇[1,2]。

河流故道以及流域下遊蘊藏着大量的面砂資源，這些面砂細度模數一般在0.7～0.9 之間，屬于特細砂，粒徑範圍幾乎都在0.315mm 以下，比表面加大，但含泥量較低，适合作為細骨料小粒徑範圍的填充成分。适量使用面砂可以調節混凝土的和易性，改善混凝土的離析和泌水[3]，且由于面砂的市場價格較低，大規模使用有助于平抑市場上細骨料的整體價格，降低混凝土的配制成本。

3 試驗結果及分析

3.1 天然中砂與面砂的搭配使用

以細骨料全部天然中砂為基準，在天然中砂中摻入一定量面砂，調節兩者比例，測試相應的混凝土性能，見表2。

由試驗結果可知，當面砂摻入量較小時，混凝土的和易性、強度和電通量均有一定程度的改善，這是因為面砂填充了細骨料和膠凝材料的顆粒過渡區，使混凝土的孔隙率降低、密實度提高。當面砂摻入量高于10% 時，混凝土的坍落度降低、坍落度損失加大，強度和電通量也開始劣化，這是由于面砂的比表面積較大，吸附的水量和外加劑量較多，同時增加了硬化混凝土中的凝膠孔數量。從試驗數據來看，與天然中砂搭配時，面砂的摻入量不宜超過10%。

3.2 機制砂與面砂的搭配使用

以細骨料全部天然中砂為參照基準，使用機制砂和面砂作為細骨料完全取代天然中砂，調節兩者比例，測試相應的混凝土性能，見表3。

由試驗結果可知，當面砂摻入量較小時，混凝土的和易性較差，離析和泌水現象嚴重，原因是由于機制砂中含粉量較少，且細顆粒含量較低，少量的面砂不足以填充細骨料中粗顆粒形成的孔隙；當面砂摻入量達到15% 時，混凝土的和易性明顯改善，力學性能也随之提高，電通量也有明顯的降低；但當面砂摻入量超過20% 時，混凝土的坍落度降低、坍落度損失加大，強度也開始衰減，此時面砂比表面積較大帶來的負面影響已超過填隙帶來的正面影響，電通量變化不大的原因是面砂的填隙作用降低了混凝土的孔隙率。從試驗數據來看，與機制砂搭配時，面砂的适宜摻入量為15%～20%。

3.3 水洗石屑與面砂的搭配使用

以細骨料全部天然中砂為參照基準，使用水洗石屑和面砂作為細骨料完全取代天然中砂，調節兩者比例，測試相應的混凝土性能，見表4。

與機制砂的試驗結果類似，當面砂摻入量較小時，混凝土的和易性較差，離析和泌水現象嚴重。水洗石屑中由于不含石粉，相對于機制砂而言情況要更為嚴重一些。當水洗石屑∶面砂= 16:4～15:5 時，混凝土的和易性較為良好，強度和電通量也明顯改善，當面砂摻入量達到30% 時，由于面砂比表面積的負面影響，混凝土的各項性能指标開始劣化。

3.4 機制砂、天然中砂與面砂的搭配使用

參照表2 和表3 的試驗結果，以機制砂作為細骨料中的中粗顆粒主要組分，以面砂作為細骨料中的細顆粒組分，以天然河砂作為細骨料中中等粒度顆粒的适當補充，調節三者比例，測試相應的混凝土性能，見表5。

由試驗結果可知，當三種細骨料混合使用時，混凝土的性能優于兩種細骨料搭配使用的效果。這是由于多組分搭配使用時，各種原材料占據了不同的粒度範圍，使得細骨料的級配更為合理，但當面砂用量較高時，混凝土的各項性能開始劣化。當機制砂、天然中砂和面砂混合使用時，7:2:1 搭配使用是較好的選擇。

3.5 水洗石屑、天然中砂與面砂的搭配使用

參照表2 和表4 的試驗結果，以水洗石屑作為細骨料中的中粗顆粒主要組分，以面砂作為細骨料中的細顆粒組分，以天然河砂作為細骨料中中等粒度顆粒的适當補充，調節三者比例，測試相應的混凝土性能，見表6。

與機制砂、天然中砂和面砂混合使用類似，水洗石屑、天然中砂和面砂搭配使用時的效果也優于兩種骨料搭配使用的效果，在使用時，同樣需要控制面砂用量，當水洗石屑、天然中砂和面砂混合使用時，6:3:1 搭配使用是較好的選擇。

4 結論

（1）面砂與天然中砂、機制砂或水洗石屑進行兩種骨料搭配使用時，可調節混凝土的工作性能，在摻量适宜時，混凝土的各項性能皆可以保證。

（2）以機制砂或水洗石屑作為細骨料中的中粗顆粒主要組分，以面砂作為細骨料中的細顆粒組分，以天然河砂作為細骨料中中等粒度顆粒的适當補充，混合使用的效果要優于兩種細骨料搭配使用的效果。

（3）面砂的比表面積較大，摻量過大時會導緻混凝土的各項性能劣化。

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