特细砂砼在卡拉库姆沙漠的应用研究

特细砂砼在卡拉库姆沙漠的应用研究

于海龙

北京华铭宇光科技发展有限公司北京市102399

摘要：随着中粗砂的枯竭，特细砂砼的研究与应用变得越来越紧迫，本文通过对卡拉库姆沙漠中特细砂砼性能的研究，在本地是可以配制出低标号的砼。

关键词：细度模数，抗压强度，抗渗性

混凝土是工程建设最主要的建筑结构材料，砂是混凝土重要组成部分，其对混凝土拌合物的工作性和硬化后的物理力学性能和耐久性等均具有重要影响。本项目位于卡拉库姆沙漠中，天然的中、粗砂无法找到，机制砂运输距离远、成本高。本地区的绝大部分用砂却是河砂和破碎粗砂，如果能将该地的沙漠砂应用于混凝土领域，从就地取材、合理利用和降低工程造价方面来说，具有积极的经济和现实意义。沙漠特细砂，在含泥量或亚甲蓝值不高的情况下，可以弥补细度模数较大的机制砂中细颗粒不足的缺点［1］，沙漠砂的主要特点是细度模数低、级配差、空隙率大(比一般中、粗砂大10%～15%)、表面光滑、表面积大(比一般中、粗砂大两倍)、含泥量大，用于混凝土中同时会带来需水量大、流动性差等问题［2］，并会对混凝土的当细砂掺入比例较高时对混凝土的工作性和强度会产生不利影响，然而同时也会有效地改善混凝土拌合物和易性，能降低生产混凝土成本，为企业带来良好的经济效益。

凡砂子细度模数在1.5以下或平均粒径在0.25以下者，称为特细砂.用这种砂配制的混凝土，称为特细砂混凝土[3]。目前在工程中配制混凝土时所使用的细骨料大部分都是中砂、粗砂，而现在存在的一个问题就是部分地区中砂资源极度匮乏，特细砂资源丰富，在这样地区的修建工程，就要从外地运来的中、粗砂，加上运输费用，价格比本地特细砂的价格高得多，且当地的特细砂资源得不到充分利用【4】。由于不同的二级界面有着不同的孔隙结构特点，而且水泥石的孔隙特点决定着水泥石的密实度"孔隙率"渗透性和力学性能［5-6］。另外，在一些产物关于二级界面的物相分析中还发现，氢氧化钙具有定向结晶的现象，这种现象会影响水泥基材料的抗压和抗弯性能［7］

一、项目概况

本项目在阿姆河盆地，位于卡拉库姆大沙漠中，属于沙漠地貌单元。在建场地区域属于风积成因的草灌丛隆岗状沙堆地貌，高差2-5米左右，表层为细砂土，沙丘上植物主要为低矮灌木及禾草，有少量的2米左右高的小树，植被覆盖率40-50%，无活动迹象。场地所在区域原始地貌多属于固定沙丘地貌，地层主要由晚更新统(Q3)陆相沉积砂土组成。

细度模数μf均小于1.5，属于特细砂。

二、影响特细沙砼性能的因素

1、特细砂砂率对于砼强度的影响

砂率较小时,砂浆量不足以完全包裹粗骨料的表面和填充骨料间的空隙,导致混凝土密实性差,进而影响其抗压强度,随着砂率的增加,密实性相应增加,强度也随之呈现上升趋势。而当砂率增加到一定程度后,在骨料表面的水泥浆量相对少了,使骨料之间的胶结力下降,密实性降低,于是抗压强度下降。根据下表2中的数据可以看出随着特细砂砂率的提高强度开始升高然后再降低（22%达到顶点），

表2特细砂砂率对砼强度的影响

项目配制了6组配合比，通过上述的数据表明，特细沙砼随着水泥用量的升高，抗压强度增大；在水泥用量不变的前提下，随着机制砂的混入，砼的抗压强度也在增大。

2、抗渗性能

由于特细砂混凝土的和易性好,振捣时流动性好,其抗渗性一般优于中粗砂混凝土。从表4可以得出规律:随着砂细度模数的减小,混凝土抗渗标号有所增加。

四、结束语

通过对特细砂混凝土有关性能的试验研究和施工实践证明：

1、特细砂的掺入可以改善砼的和易性、流动性，同时可以降低水化热温升,有效地防止了混凝土产生温度裂缝;

2、特细砂的掺入有利于减少水泥用量，改善砼密实度，提高砼抗压强度、抗渗性能和耐磨性；

3、特细砂是能够完全取代或是部分取代粗砂配制出不同低强度配合比砼的，只是需要经系列试验确定，在资源条件恶劣的沙漠中，可以就地取材，应用这项技术，通过一系列实验，取得合适的砼配合比应用于实际工程中，创造出良好的经济效益。

参考文献：

［1］刘娟红，靳冬民，包文忠，赵文新，张黎>沙漠砂混凝土性能试验研究［J］>混凝土世界，2013(9):66

［2］陈晓刚，邹文裕，陈建军，韩立>非洲沙漠特细砂配制高强泵送混凝土的研究［J］>混凝土与水泥制品，2013(5):25

［3］刘树轮.大采高新型高水速凝材料沿空留巷技术研究[C]//第五届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集，2010

[4]何荣军，周华强，郑保才.煤矸石膏体巷旁充填材料的研究[J]能源技术与管理，2006（4）

［5］巴恒静，冯奇，杨英姿.粉煤灰、硅灰及纳米硅与C3S水化反应产物的纤维结构研究［J］。硅酸盐学报，2002,30（6）：780—784

［6］D.Manmohan，P.K.Mehta，StudyonBlendedPortlandCementsContainingSantorinEarth，CementandConereteReseareh1981，(11):505-507

［7］冯奇，巴恒静，范征宇，等。微粉增强水泥基复核材料的早期界面显微结构研究［J］，复合材料学报2003，20（4）：72-76