1、砂土在预拌混凝土中应用的试验研究摘要:安哥拉天然砂资源日趋紧张，而且质量不断下降。砂土资源储存量巨大，有效利用砂土取代天然砂既可以解决天然砂资源紧张问题，而且符合当地节能环保政策。本文主要通过试验，将砂土和天然砂按一定比例复配配制混凝土，并将其工作性能、力学性能与天然砂混凝土进行比较，同时实现了砂土混凝土的实际运用，具有经济和社会效益。 关键词:天然砂；砂土；和易性；抗压强度 Abstract:The natural sand resource is getting scarce in Angola, and the quality is downgrading. The storageof
2、the sandy soilresource is huge. If the sandy soilcan take the place of the natural sand effectively,problem of the shortage of the natural sand resource can be solved, which also meet the policy of energy conservation. This passage will make a comparison of the working function, mechanics performanc
3、e between the sandy soiland the natural sand according to the proper proportion to make the concrete both with sandy soiland the natural sand.At the same time, this method realizes the practical application of the sandy soil concrete with economical an social benefits. Key words: Natural sand, sandy
4、 soil; Pressure resistant intensity 中图分类号：TU528.52 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 0 引言 安哥拉正处于大规模建设时期，随着混凝土用量的增加，对砂石等天然资源的需用量也越来越大。天然砂是一种地方资源，是短时间内不可再生和长距离运输，由于笔者进行过安哥拉国内多项大型工程配合比设计工作，发现不少地区已出现天然砂资源逐步减少、甚至无天然砂的情况，部分地区砂的价格高达每吨 68 美元（很多为特细砂） ，供需矛盾尤为突出。过度的河砂开采，破坏了河床河道，无序地生产、贮存、运输过程中还造成对空气和环境的污染，安哥拉许多地区已经没
5、有可取的天然砂，混凝土的细骨料资源出现了严重危机。 利用砂土代替开采的天然砂，这样既能保护安哥拉当地资源，减少环境污染、防止生态破坏，又开发和利用了废弃物，提高了资源利用率，形成综合效益1。为此进行了本次试验研究。 试验原材料 1.1 水泥：中国国际基金罗安达水泥有限公司 P.O42.5，细度为0.08mm 筛余 1.2%，比表面积 362m2/kg。 表 1P.O42.5 级水泥的性能 1.2 粗骨料：525mm 连续级配天然卵石（讯通国际实业有限公司自产） ，含泥量 0.3%，针片状含量 2%，压碎值 8.9%。 1.3 天然砂：细度 2.7（讯通国际实业有限公司自产） ，含泥量 0.9%
6、,含水率 4.0%。 1.4 砂土：是安哥拉地区天然形成的砂土即黄土，亚甲蓝值小于1.4，砂土的碱含量很低，避免了混凝土碱骨料反应的危害。 表 2 砂土性能 表 3 砂土累计筛余 表 4 减水剂性能 1.6 水：工业用水。 2 混凝土性能试验及结果分析 2.1 混凝土拌合物和易性 根据安哥拉当地市场行情，混凝土配合比设计强度等级为 C25,坍落度 18020mm。基准配合比为：水：水泥：砂：石：外加剂=170:290:830:1130:3.482。采用相同砂率不同掺量比例拌制混凝土进行性能检验3，结果见表 5；采用不同砂率全掺砂土，结果见表 6。 表 5 相同砂率，砼拌合物和易性测定结果 表
7、6 不同砂率，全掺砂土砼拌合物和易性测定结果 由表 5、表 6 可知，相同配合比下的砂土混凝土流动好性低于基准混凝土，且随着砂土取代率的增加，坍落度呈逐渐减少的趋势。砂土砼的粘聚性和保水性均符合要求。砂土吸水率大于天然砂，所以掺入量过大时，随着时间的推移，砂土会吸收砼拌合物内较多的自由水，造成砼拌合物坍落度经时损失过大。在适宜的掺入量下，砂土砼坍落度经时损失并不大，砂土 30%掺量以上砼坍落度经时损失较大，不能满足砼大流动性的要求。砂土具有“微集料效应” ，其细微颗粒填充于水泥颗粒之中，提高了砼胶凝体系的密实性，形成的丰富浆体又能保证集料间的空隙被密实填充，提高了砼内部结构的密实性，有效堵截了
8、砼内的泌水通道，减少了砼泌水，改善了砼的保水性4。全掺砂土砼，随着砂率的提高，砼初始坍落度及经时损失影响较大，27%30%为推荐掺量。 2.2 混凝土强度 按表 5、表 6 所示，配置成型了强度试验试件，标准养护至 7d 和28d，测其立方体抗压强度，结果对应见图 1、图 2。 由图 1 可知，砂土取代率在 5%30%时，7d 和 28d 强度与基准混凝土相当，有的还略高于基准混凝土，并且都达到了配制强度的要求，掺量30%以内均符合砼抗压性能。其实，砂土取代天然砂对砼强度会更为有利，因为砂土表面粗糙，与水泥浆的界面站结力会高于表面光滑的天然砂。同时，砂土里还含有少量石粉，能填充砼结构内部孔隙，
9、提高了砼密实度，起到了微集料效应，对砼强度有利5。 由图 2 可知，全掺砂土砼在砂率 25%35%时，7d 和 28d 强均达到配置强度的要求，30%为最佳掺量，随着掺量的提高强度明显下降，这是由于砂土含泥量较高，阻碍了后期水泥石强度的发展。 3 工程应用及效益分析 我单位已经将试验结果应用于生产中，从 2012 年 12 月至今生产的部分重点工程，混凝土均由天然砂和砂土复配而成，生产混凝土 2 万 m3左右，应用效果良好。通过砂土复配在混凝土中的研究及应用，我们主要取得以下成果： 符合可持续发展的产业要求，大量使用砂土废弃物，解决了用于混凝土中天然砂资源不足的问题，具有显著的社会效益和经济效
10、益。 经过砂土、天然砂在搅拌站的合理复配使用，解决了单一砂使用的缺陷，可完全代替天然砂在混凝土中的应用。 砂土级配稳定，开采方便，对比相对缺乏天然砂的地区，可降低生产成本，且能享受安哥拉废弃矿物利用的减免税收的优惠政策，效益显著。 对改善混凝土用砂质量，推动混凝土行业大量使用砂土具有示范作用。 4 结语 砂土代替天然砂不仅具有一定的经济性，还具有一定的环境效益和社会效益，而且由于砂土生产不受气候、季节影响，因而其品质指标相对稳定，对混凝土拌合物物理力学性能及耐久性都有明显改善，有利于提高建筑工程质量。 单独使用砂土配制混凝土，由于其细度模数低含泥量较高，混凝土黏稠，收缩大，易引起混凝土开裂。
11、砂土含有一定量的石粉微集料填实了混凝土中的孔隙，增大了固体表面积对水体积的比例，从而减少了泌水和离析，改善了混凝土的工作性。 用砂土取代天然砂不仅可以节约自然资源和保护生态环境，而且还有显著的经济效益，为混凝土生产节约大量成本,达到环境与经济效益的双赢。 参考文献 1杨久俊.混凝土科学未来发展的思考J.混凝土，2001（3）：3-9. 2中华人民共和国建设部.JGJ55-2011.普通混凝土配合比设计规程S.北京：中国建筑工业出版社，2011. 3孙书武，董欣伟.尾矿砂在商品混凝土中的应用J.河南建材，2008（5）：16-18. 4邓初首，夏勇.尾矿砂在大流动性混凝土中的应用研究J.矿冶工程，2010（2）：30-33. 5蔡基伟.石粉对机制砂混凝土性能的影响及机理研究D.武汉：武汉理工大学，2006.
