CN110372241B

CN110372241B - 一种用于商砼的混合砂及其制备方法

Info

Publication number: CN110372241B
Application number: CN201910717288.7A
Authority: CN
Inventors: 王晓东; 丛成河; 李伟; 盛军翔; 陈彦兴; 马俊俊; 陈海波; 李成林
Original assignee: Rongcheng Shunda Building Materials Co ltd
Current assignee: Rongcheng Shunda Building Materials Co ltd
Priority date: 2019-08-05
Filing date: 2019-08-05
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2039-08-05
Also published as: CN110372241A

Abstract

本发明公开了一种用于商砼的混合砂及其制备方法，包括山砂、石屑、海砂，其中山砂、石屑、海砂的质量比为4‑5：3‑4：1‑2。本发明利用各品种砂的优势进行互补解决单一品种的砂某些性能指标不良和不符合要求的问题，使最终产品砼物理性能和力学性能有显著的提高，起到保证砼及砂浆生产质量，降低成本的作用。

Description

一种用于商砼的混合砂及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种用于商砼的混合砂及其制备方法。

背景技术

商砼就是商品混凝土，1953年由著名结构学家蔡方荫教授创造，1985年6月7日，中国文字改革委员会正式批准了“砼”与“混凝土”同义。

建筑用砂在军用及民用泵送砼、预制构件、拌合砂浆等生产过程中是不可或缺的原材料之一，它的品质和性能对砼的物理性能和力学性能有着举足轻重的作用，因此深入研究不同类别的建筑用砂性能和科学合理地使用在当前砼用砂材料极为缺乏的情况下有着十分必要的现实意义。

随着我国军用民用建筑的高速发展，合格的自然建筑用砂资源逐年减少，几乎达到枯竭的状态。因此目前相应出现的各类机制砂(包括石屑)、山砂(水洗砂)、淡化海砂等作为主要产品来代替河砂进行砼生产。但针对现单掺或双掺品种的砂某些性能指标都有其不足和缺陷，如机制砂(包括石屑)颗粒级配不良且石粉含偏大；山砂(水洗砂)颗粒级配不良偏粗且压碎指标偏大；淡化海砂颗粒级配不良且偏细，如在砼中仅单掺某品种砂会造成砼工作性不良或配制不出设计强度要求的砼，即使双掺也依然存在局限性和不足，可能会砼施工质量带来隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的混合砂的各类砂的组合不能满足得到的砼的质量及性能，具有安全隐患，目的在于提供一种用于商砼的混合砂及其制备方法，解决混合砂的使用的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于商砼的混合砂及其制备方法，包括山砂、石屑、海砂，其中山砂、石屑、海砂的质量比为4-5：3-4：1-2。

现有的混合砂通常为搅拌站用铲车将两种砂粗略拌和使用，这样操作不仅费时费力而且得到混合砂性能较差，同时混凝土配合使用时，得到的混凝土的物理性能和力学性能也较差，缺少科学性和准确性。

本发明在上述三种砂配合使用时，在本发明的配比下，得到的混凝土的物理性能、力学性能均较好，更有利于长期指导三种砂科学合理的使用。

具体的，一种用于商砼的混合砂，混合砂的亚甲蓝MB值为0.8-1.3(g/kg)，石粉含量为混合砂质量的7.1-7.8％。

其中，一种用于商砼的混合砂，对于低标号混凝土，山砂、石屑、海砂的质量比为5：3：2。对于中高标号混凝土，山砂、石屑、海砂的质量比为4：4：2。

一种用于商砼的混合砂的制备方法，包括以下步骤：

(1)分别对混合砂中第一砂、第二砂、第三砂进行单掺砂筛分；

(2)根据单掺砂筛分曲线得到第一砂的粗颗粒最多，将第一砂的质量设置为不大于混合砂总量的50％，通过混合砂计算公式：

A+X^βn+Y^βn＝1 (1)

Q^βn≤A·β_n1+X^βn·β_n2+Y^βn·β_n3≤W^βn，(n＝1-6) (2)

式中：A为第一砂在混合砂总量中所占比，并且0％≤A≤50％；X^βn和Y^βn为第二砂和第三砂在混合砂总量中所占比；

Q^βn(n＝1-6)和W^βn(n＝1-6)分别为公称直径为5.00mm、2.50mm、1.25mm、630μm、315μm、160μm时方孔筛筛上II区砂级配累计筛余下限和累计筛余上限；

β_n1(n＝1-6)、β_n2(n＝1-6)、β_n3(n＝1-6)分别为第一砂、第二砂、第三砂公称直径为5.00mm、2.50mm、1.25mm、630μm、315μm、160μm时方孔筛筛上累计筛余；

(3)根据公式(1)和(2)得到第一砂、第二砂、第三砂的质量比。

其中，第一砂为山砂，第二砂为石屑，第三砂为海砂。第一砂为粗砂，第二砂为中砂，第三砂为细砂。

本发明在5.00mm、2.50mm、1.25mm、630μm、315μm、160μm下进行筛分，在使用时，更有利于得到较佳的混合砂配比，更有利于混凝土的性能。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种用于商砼的混合砂及其制备方法，本发明利用各品种砂的优势进行互补解决单一品种的砂某些性能指标不良和不符合要求的问题，使最终产品砼物理性能和力学性能有显著的提高，起到保证砼及砂浆生产质量，降低成本的作用；

2、本发明一种用于商砼的混合砂及其制备方法，本发明的制备方法简单，通过单掺砂筛分得到在不同的筛孔尺寸下得累计筛余，并通过本发明的计算公式得到混合砂的配比，通过胶砂试验进一步优化确定混合砂配比，与以往粗略的配制方法相比，本发明的得到的配比范围更有利于提高混凝土的性能，提高使用效率；

3、本发明一种用于商砼的混合砂及其制备方法，本发明制备方法简单，便于操作使用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为山砂、石屑、海砂单掺筛分曲线；

图2为1号混合砂筛分曲线；

图3为2号混合砂筛分曲线；

图4为3号混合砂筛分曲线；

图5为4号混合砂筛分曲线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

本发明一种用于商砼的混合砂，包括山砂、石屑、海砂，分别对山砂、石屑、海砂进行性能检测，得到以下数据：

表1

表2

从表1、表2以及图1可看出，在山砂、石屑、海砂中，山砂的粗颗粒较多，因此，为保证混合砂级配尽量靠近II区砂，山砂的比例应≤50％，通过混合砂比例计算公式：

A+X^βn+Y^βn＝1 (1)

Q^βn≤A·β_n山+X^βn·β_n石+Y^βn·β_n海≤W^βn，(n＝1-6) (2)

式中：A为山砂在混合砂总量中所占比，并且0％≤A≤50％；X^βn和Y^βn为石屑、海砂在混合砂总量中所占比；

β_n山(n＝1-6)、β_n石(n＝1-6)、β_n海(n＝1-6)分别为山砂、石屑、海砂公称直径为5.00mm、2.50mm、1.25mm、630μm、315μm、160μm时方孔筛筛上累计筛余；

将表2和图1中的数据代入公式(1)和(2)中，经计算得到混合砂中山砂40％-50％、石屑30％-40％、淡化海砂10％-20％。

实施例2

在实施例1的基础上，得到1号混合砂、2号混合砂、3号混合砂和4号混合砂；其中，1号混合砂、2号混合砂、3号混合砂和4号混合砂的具体配比如表3所示：

表3

砂种类	1号砂掺入比(％)	2号砂掺入比例(％)	3号砂掺入比例(％)	4号砂掺入比例(％)
					山砂	50	50	50	40
石屑	40	35	30	40
					淡化海砂	10	15	20	20
细度模数	3.0	2.9	2.9	2.8

根据堆积密度、表观密度、空隙率、含泥量、石粉含量、压碎指标等对几种混合砂进行实验，得到的数据如表4所示：

表4

表5

1号混合砂筛分数据：

2号砂筛分数据：

3号砂筛分数据：

4号砂筛分数据：

根据试验结果、图2-4(其中，表5为图2-4中的筛分数据)、混合砂筛分曲线与(JGJ52-2006)技术要求进行对比，1号砂(山砂：石屑：海砂＝5:4:1)、2号砂(山砂：石屑：海砂＝5:3.5:1.5)、3号砂(山砂：石屑：海砂＝5:3:2)、4号砂(山砂：石屑：海砂＝4:4:2)均符合技术要求可用于混凝土使用。

实施例3

在实施例2的基础上，对单掺、双惨、三掺进行胶砂试验对比，如表6所示：

表6

由上表数据发现，本发明的三掺砂物理性能优于双掺和单掺，胶砂流动度大，经时损失小。对比试验6、试验7与试验8，1号砂胶砂流动度与经时损失均劣于2、3、4号砂，4号砂流动度最大经时损失最小。

胶砂实验表明：1号砂(山砂：石屑：海砂＝5:3.5:1.5)、2号砂(山砂：石屑：海砂＝5:3:2)、4号砂(山砂：石屑：海砂＝4:4:2)均优于1号砂(山砂：石屑：海砂＝5:4:1)；从胶砂数据及性价比来说3号砂对比2号砂更适合低标号(C15-C25)混凝土使用，4号砂适合高标号(C30-C50)混凝土使用。

实施例4

在实施例3的基础上，进行混凝土配比试验，验证三掺砂配比混凝土物理性能及力学性能，结果如表7所示：

表7

通过表7可知：低标号胶凝材料少，石屑比例提高能够提供石粉保证混凝土包裹性；高标号胶材总量提高，石粉含量降低。对于不同标号砼具有对应于的三掺配比，并且在本发明的配比下胶砂流动度和胶砂强度更优。本发明的配比能使所使用材料效能得到充发挥，如机制砂(包括石屑)由于石粉含量大适当掺入后对中低标号可提高可泵性和流动性，有减少胶凝材的作用；山砂(水洗砂)保水好，适当掺入后对中低标号可提高抗离析泌水性；淡化海砂颗粒均为球状，且坚固性好，适当掺入后可提高砼的流动性和抗压强度。

通过本发明的公式(1)(2)的混合砂的制作方法的计算，能有效的得到较优的混合砂组分的配比，同时该范围内，对于不同标号的混凝土，再进行混凝土配比试验，通过用混凝土物理性能及力学性能进行对比，用胶砂试验确定最优掺量的混合砂设计C15～C50不同标号砼进行试配，通过坍落度(扩展度)、经时损失、离析泌水性、抗压强度等混凝土物理性能及力学性能来验证混合砂的综合性能。进而得到对应不同规格混凝土，最优的混合砂，有效的提高混凝土的性能。

对比上述配比数据，可发现三掺砂的性能好于单产及双掺，并且，当山砂、石屑、海砂的质量比为4：4：2时，更适用于中高标号混凝土(C30-C50)；当山砂、石屑、海砂的质量比为5：3：2时，更适用于低标号混凝土(C15-C25)。

同时，在本发明的三掺砂组分和配比下，能得到性能更好的混凝土，更便于使用，混合砂可极大改善以往单掺砂造成的砼工作性不良、保坍性差、配制高标号砼困难、胶凝材料用量大、质量稳定性差、胶材用量多的情况。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于商砼的混合砂，其特征在于，包括山砂、石屑、海砂，其中山砂、石屑、海砂的质量比为4-5：3-4：1-2；混合砂的亚甲蓝MB值为0.8-1.3(g/kg)，石粉含量为混合砂质量的7.1-7.8％，压碎值指标为混合砂质量的24.6-29.8%，混合砂的空隙率为42-43%；

山砂为第一砂，石屑为第二砂，海砂为第三砂；

所述混合砂的制备方法包括以下步骤：

式中：A为第一砂在混合砂总量中所占比，并且0％≤A≤50％；

和

为第二砂和第三砂在混合砂总量中所占比；

和

分别为公称直径为5 .00mm、2 .50mm、1 .25mm、630μm、315μm、160μm时方孔筛筛上II区砂级配累计筛余下限和累计筛余上限；

分别为第一砂、第二砂、第三砂公称直径为 5.00mm、2.50mm、1.25mm、630μm、315μm、160μm时方孔筛筛上累计筛余；

(3)根据公式(1)和(2)得到第一砂、第二砂、第三砂的质量比。

2.根据权利要求1所述的一种用于商砼的混合砂，其特征在于，对于低标号混凝土，山砂、石屑、海砂的质量比为5：3：2。

3.根据权利要求1所述的一种用于商砼的混合砂，其特征在于，对于中高标号混凝土，山砂、石屑、海砂的质量比为4：4：2。

4.根据权利要求1所述的一种用于商砼的混合砂，其特征在于，第一砂为粗砂，第二砂为中砂，第三砂为细砂。