機(jī)制砂和石粉特性對(duì)混凝土拌合物的工作性能,凝結(jié)混凝土的各項(xiàng)性能均具有重要影響。但是目前該項(xiàng)研究還不夠充分,僅蔡基偉等人在滬蓉西高速公路沿線采集了57 個(gè)機(jī)制砂試樣,對(duì)機(jī)制砂的各項(xiàng)物理參數(shù)(細(xì)模數(shù)、石粉含量、表觀密度、壓碎值)和 MB 值等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,發(fā)現(xiàn)機(jī)制砂顆粒粒徑越大越容易破碎,機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)與 2.36mm 粒級(jí)的分計(jì)篩余量成正比,同時(shí)他們還應(yīng)用數(shù)字圖形處理(DIP)技術(shù),對(duì)比天然砂和標(biāo)準(zhǔn)砂,研究了機(jī)制砂的顆粒形貌特征,發(fā)現(xiàn)機(jī)制砂顆粒表面凹入和開(kāi)口孔隙的體積較大,對(duì)于級(jí)配較差的機(jī)制砂,石粉能明顯地增加混合物的密實(shí)度。
目前的研究主要側(cè)重于三個(gè)方面:對(duì)機(jī)制砂中石粉的最佳含量及其上下限的研究;對(duì)機(jī)制砂中石粉對(duì)混凝土性能影響及其作用機(jī)理的研究;對(duì)石粉作為礦物摻合料與水泥或粉煤灰的復(fù)合作用進(jìn)行研究等。雖然目前在這幾個(gè)方面已經(jīng)取得了一定的成果,但有些問(wèn)題仍然存在爭(zhēng)議。
(1)從實(shí)際的機(jī)制砂生產(chǎn)條件出發(fā),考察石粉生產(chǎn)工藝、巖性、微細(xì)級(jí)配組成、細(xì)度模數(shù)等石粉自身的性質(zhì),對(duì)混凝土的各項(xiàng)工作性、力學(xué)性能和體積穩(wěn)定性能的影響規(guī)律研究尚不系統(tǒng)。
(2)機(jī)制砂混凝土宏觀力學(xué)性能與微觀性能的相互影響關(guān)系,應(yīng)該進(jìn)行重點(diǎn)研究,進(jìn)而從本質(zhì)上解釋機(jī)制砂混凝土石粉含量對(duì)其宏觀物理力學(xué)性能的影響。
(3)機(jī)制砂與機(jī)制砂混凝土性能的理論研究欠系統(tǒng)。
機(jī)制砂在我國(guó)應(yīng)用雖有幾十年的歷史,由于機(jī)制砂材料來(lái)源不同巖性種類繁多,生產(chǎn)機(jī)制砂所用的設(shè)備及破碎方式均不同,石粉來(lái)源也不同。目前對(duì)石粉含量限值的研究還不夠系統(tǒng),特別是針對(duì)于新規(guī)范中按照混凝土強(qiáng)度等級(jí)限制石粉含量方法進(jìn)行的研究不完善。已有的一些成果,因?yàn)槭艿窖芯空弋?dāng)時(shí)的試驗(yàn)條件、原材料選材等方面的限制出現(xiàn)了不一致的情況,需要進(jìn)一步的試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。另外,很多研究者忽視了不同石粉含量下微細(xì)顆粒級(jí)配、石粉的細(xì)度模數(shù)、巖性、顆粒形態(tài)、水灰比等因素對(duì)混凝土綜合性能的影響,所以這方面的研究不夠細(xì)致和科學(xué)。機(jī)制砂混凝土研究尚未形成統(tǒng)一的理論系統(tǒng),有很多地方存在爭(zhēng)議,這就造成施工人員和業(yè)主在決策時(shí),對(duì)使用機(jī)制砂有所顧忌,不敢輕易選擇機(jī)制砂,在實(shí)際工程中,我國(guó)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中雖然規(guī)定人工砂可以用作細(xì)集料,但在實(shí)際操作中,尤其一些重大工程施工,仍然存在不敢使用機(jī)制砂的情況,這極大限制了機(jī)制砂的發(fā)展。因此可以針對(duì)上述問(wèn)題,很有必要結(jié)合當(dāng)?shù)卦牧线M(jìn)行研究,并結(jié)合理論分析,總結(jié)機(jī)制砂中石粉對(duì)混凝土性能影響的規(guī)律,并通過(guò)規(guī)律探尋確定各強(qiáng)度等級(jí)機(jī)制砂混凝土中最佳石粉含量的方法。
(4)石粉含量能否放松的問(wèn)題
目前的研究獲得了一些很有工程應(yīng)用價(jià)值的成果,但對(duì)比這些研究成果后發(fā)現(xiàn),目前對(duì)石粉含量的研究缺乏系統(tǒng)性與可比性,具體表現(xiàn)為:
1)石粉定義中,有關(guān)石粉顆粒的范圍不同研究者劃分并不同;
2)單純進(jìn)行石粉含量的研究,未將石粉含量與機(jī)制砂生產(chǎn)工藝結(jié)合起來(lái)研究,機(jī)制砂中石粉含量大小,主要通過(guò)外摻磨細(xì)石粉量來(lái)調(diào)節(jié),而且研究成果缺乏生產(chǎn)技術(shù)支撐;
3)對(duì)石粉中含泥量究竟多少合適,尚缺乏明確統(tǒng)一的界定標(biāo)準(zhǔn);
4)機(jī)制砂混凝土性能研究?jī)?nèi)容不全面,現(xiàn)有各種測(cè)試指標(biāo)均是基于不同的機(jī)制砂原材料進(jìn)行,缺乏可比性。