細(xì)集料的顆粒形狀是影響混凝土性能的重要因素之一,一般來說,天然砂顆粒圓潤(rùn),表面光滑;而機(jī)制砂與天然砂相比,由于是巖石經(jīng)機(jī)械破碎而成,其顆粒棱角多、表面粗糙,這些顆粒特性的不同決定了天然砂混凝土與機(jī)制砂混凝土性能存在較大差異。當(dāng)采用顆粒棱角多、形狀差的機(jī)制砂作為細(xì)集料配制混凝土?xí)r,為保證混凝土具有良好的工作性能需要適當(dāng)提高膠凝材料用量。研究證實(shí),細(xì)集料的性質(zhì)(表面粗糙度、顆粒形狀、細(xì)集料級(jí)配等)對(duì)水泥混凝土拌合物的需水量有很大影響,而用水量的不同又會(huì)導(dǎo)致混凝土硬化后的強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性甚至耐久性有很大差異。
對(duì)于混凝上而言,集料分為粗、細(xì)集料,而粗集料由于顆粒較大,在混凝上中所占比例較高,其顆粒形態(tài)對(duì)混凝土的影響更加顯著,因此對(duì)混凝土中粗集料的顆粒形態(tài)研究和關(guān)注的程度就更高。但對(duì)于混凝土而言,細(xì)集料的顆粒特征對(duì)混凝土的影響也同樣不容忽視。機(jī)制砂在粒形、級(jí)配與0.075mm以下顆粒含量等方面與天然砂存在顯著差異,因此也導(dǎo)致了其對(duì)混凝上性能影響也與天然砂存在巨大差異,機(jī)制砂級(jí)配和石粉含量是影響機(jī)制砂混凝土性能的重要因素,級(jí)配和棱角性、顆粒形貌、比表面積等密切相關(guān)。
集料粒徑在0.6mm-2.36mm之間時(shí),四種巖性細(xì)集料流動(dòng)時(shí)間隨粒徑減小而縮短,棱角性減弱,而粒徑在0.15mm-0.3 mm之間時(shí),四種巖性細(xì)集料流動(dòng)時(shí)間都略有增加,棱角性增強(qiáng),其中石灰?guī)r機(jī)制砂最明顯。
同粒徑不同巖性的細(xì)集料相比,河砂流動(dòng)時(shí)間明顯低于三種機(jī)制砂,棱角性最弱;粒徑在0.6mm-2.36mm之間時(shí),流動(dòng)時(shí)間由高到低依次為玄武巖機(jī)制砂、石灰?guī)r機(jī)制砂、花崗巖機(jī)制砂,粒徑在0.15mm-0.6mm之間時(shí),三種機(jī)制砂的棱角性相差很小。
河砂、石灰?guī)r機(jī)制砂、花崗巖機(jī)制砂流動(dòng)時(shí)間隨級(jí)配變粗,呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì),即棱角性隨級(jí)配變粗先減弱后增強(qiáng)。石灰?guī)r機(jī)制砂0.15mm-0.3mm棱角性增加最明顯,級(jí)配在x1到x3之間的中細(xì)砂范圍時(shí),石灰?guī)r機(jī)制砂棱角性變化也最明顯。其中河砂、石灰?guī)r機(jī)制砂的流動(dòng)時(shí)間最小值在中砂范圍內(nèi),花崗巖機(jī)制砂最小值在細(xì)砂范圍內(nèi)。玄武巖機(jī)制砂流動(dòng)時(shí)間隨級(jí)配變粗呈增大趨勢(shì),即級(jí)配越粗玄武巖機(jī)制砂棱角性越強(qiáng)。
相同級(jí)配下不同巖性細(xì)集料流動(dòng)時(shí)間,6種級(jí)配下河砂流動(dòng)時(shí)間最短;當(dāng)細(xì)集料級(jí)配在中砂范圍內(nèi)時(shí),三種巖性機(jī)制砂棱角性比較接近;當(dāng)細(xì)集料級(jí)配在粗砂范圍內(nèi)時(shí),棱角性由強(qiáng)到弱依次為玄武巖機(jī)制砂、花崗巖機(jī)制砂、石灰?guī)r機(jī)制砂;當(dāng)細(xì)集料級(jí)配較細(xì)時(shí),石灰?guī)r機(jī)制砂棱角性最強(qiáng),花崗巖機(jī)制砂和玄武巖機(jī)制砂棱角性接近。