隨著經濟的不斷發展，我國建筑業發展飛速，混凝土的需求量突飛猛進。在這個大好形勢下，預拌混凝土攪拌站越來越大。目前，如北京、上海這類大城市，預拌混凝土攪拌站數目高達幾百家。據初步統計，2009年的預拌混凝土銷售總量達7.9×109m3。面對如此高的混凝土銷量，預拌混凝土攪拌站的原材料來源越來越緊張[1]。
細集料是生產混凝土最重要的原材料之一。上世紀90年代初，優質河砂可謂“遍地都是”，大多數天然中粗砂是從江西贛江船運到上海黃浦江上中轉的，如今大城市周邊的優質河砂幾乎無處可找。再加上近年來我國環保意識的加強，部分地區天然砂的開采受到政府限制，因此價格猛漲，這無疑增加了混凝土的成本。目前一大部分預拌混凝土攪拌站所用的河砂不但價格昂貴，而且存在細度模數偏小、含泥量大、豆石含量高等缺點，給預拌混凝土的配制帶來較大難度，混凝土質量也難以得到保證。于是機制砂、特細砂單獨作為混凝土的細骨料慢慢進入混凝土技術研究人員的視野，以機制砂、特細砂逐漸替代天然砂。但這么多年以來，機制砂或石屑的國家標準遲遲沒有出臺，這對其在預拌混凝土攪拌站的普及應用起到了限制作用。而特細砂資源較為豐富且價格較低，卻是被禁止使用的天然砂。這些因素進一步地加劇了市場對天然中砂等稀有資源的開采和使用力度，更大程度化破壞了環境。
本文借著預拌混凝土界一部分權威人士最新提出的“使用‘不合格’的原材料生產出合格的混凝土”的設想，通過深入的混凝土技術研究，探討機制砂和特細砂在預拌混凝土中的應用。希望能以此解決混凝土攪拌站實際大生產所帶來混凝土質量的不穩定、強度保證率低等問題，使得機制砂和特細砂等“不合格資源”能被較好的應用，讓混凝土建筑材料向于環境友好型材料發展。這些技術對降低成本、提高質量以及資源的綜合利用都有著積極的意義，也緊跟且符合國家提出的節能環保政策。
1 試驗原材料
試驗所用的原材料為：(1)水泥采用P.042.5普通硅酸鹽水泥，水泥的物理性能指標應符合國家標準《通用硅酸鹽水泥》(GB 175-2007)規定的要求；(2)礦粉采用S95，其性能指標應符合《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》(GB/T 18046-2008)的要求：(3)粉煤灰采用II級灰，并按現行《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596-2005)進行驗收；(4)黃砂選用特細砂、天然中砂和機制砂等；(5)石子采用5 mm-25 mm碎石。其性能指標符合《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》(JGJ 52—2006)的要求；(6)外加劑選用萘系中效減水劑ZX300與LN800，以及改性的聚羧酸系減水劑，其質量符合現行國家標準《混凝土外加劑》(GB 8076-2008)和《聚羧酸系高性能減水劑》(JG 223—2007)的規定。
2 混凝土應用技術與討論
2.1 機制砂和特細砂配制混凝土
通過一定細度模數的機制砂改性特細砂，進行相應的混凝土試驗。測試對應的混凝土性能，并對比分析。
(1)特細砂與機制砂以4:6復配成混合中砂：將細度模數為1.1的特細砂與細度模數為3.4的機制砂按約4:6比例復合，復配出細度模數為2.5的混合中砂(圖1)，再配制出對應的混凝土(表1)。
根據表1的混凝土配比對應的混凝土性能，結合當時的溫度16℃和濕度74％，檢測混凝土的凝結時間、強度等性能(表2)。
類似地，根據表3的混凝土配比，對應的凝土性能見表4所示。
(2)特細砂與天然中砂以2:8復配成天然混合中砂：細度模數為1.1的特細砂與細度模數為2.6的天然中砂以2:8混合成細度模數為2.3的天然混合中砂，Ⅱ區除方孔篩邊長為4.75 mm和0.6 mm的累計篩余外，其余方孔篩邊長的累計篩余總超出量不超過5％(圖4)。
從表5可知，不同細度模數的黃砂，以不同比例復配而成的混合中砂配制C25和C35時，對應的混凝土工作性和強度等滿足工程要求，但其強度存在較大波動。因此，從應用的層面來說，特細砂經過天然中砂改性用于現有混凝土配比生產，是可以滿足設計要求的，只是在混凝土的生產穩定性方面還需深入研究。
2.3 改性外加劑配制特細混合砂混凝土
以特細砂特性和機制砂混凝土特性為研究基礎，利用各自的優點，彌補各自的缺陷，以及在上述特細砂與機制砂的優化復配的基礎上，再借助于高性能外加劑的優勢來進一步的改性混合中砂，配制出不同標號的混凝土。改性高性能外加劑是一種聚羧酸系外加劑，其在減水性、保坍性和增粘性等綜合性能較好。通過該種外加劑來改性混合中砂的混凝土性能。
我們以混凝土市場上占份額較大的混凝土品種C35進行試驗，并將細度模數為1.4的特細砂與細度模數為3.3的機制砂按約1:1比例復合，復配出細度模數為2.4的混合中砂，與細度模數為2.4的天然中砂一起配出對應的混凝土(表6)，再進行兩者混凝土性能的對比(表7)。
由表7可知，通過選擇性能優異的外加劑，調整混凝土外加劑的摻量和用水量，可以配制出各項性能較好的混凝土。從混凝土的拌合物性能來看，混合中砂混凝土與天然中砂混凝土倒錐時間差不多，坍落度損失也幾乎一樣，只是擴展度損失存在一定的區別。天然中砂配制的混凝土穩定性更好，但是混合中砂配制的混凝土的坍落度損失和擴展度損失也都是能夠滿足工程要求。另外，從混凝土的力學性能來看，兩種中砂配制出的混凝土強度相差不大，這主要是由于混合中砂本身具有適量的石粉含量，有助于增強作用，所以即使混凝土的單位用水量增加了一些，但是在提高外加劑摻量的基礎上保持相同坍落度，減少單方用水量的增加量，致使混凝土的強度保持基本一致。
3 結語
(1)從機制砂改性特細砂對混凝土質量影響來看，特細砂與機制砂以4:6復配和以5:5復配成混合中砂的C30混凝土工作性能夠滿足施工要求，然而在混凝土的強度等性能上存在一定的波動，并且特細砂摻量少一些有利于混凝土強度的發展。若需保證混凝土質量，還需對配合比等方面進行調整。
(2)從應用的層面來說，特細砂經過天然中砂改性用于現有混凝土配比生產，是可以滿足設計要求的，只是強度存在較大波動。因此在如何保證混凝土的生產穩定性方面還需深入的研究。
(3)在通過性能優異的改性外加劑用于改性混合中砂，可以配制出各項性能較好的混凝土。混合中砂混凝土與天然中砂混凝土在工作性方面已達到相同層次。總體而言，天然中砂配制的混凝土穩定性更好，但是不同類型的混合中砂(特細砂與機制砂復配或者與天然中砂復配)配制的混凝土在改性外加劑的作用下，其坍落度及損失也都是能較好地滿足工程要求。另外，從混凝土的力學性能來看，兩種中砂配制出的混凝土強度相差不大。
參考文獻：
[1]王巖，史春亮，王薇.石屑在預拌混凝土中的應用[J].遼寧建材，2009(5):15-17
編輯：金哲
