機(jī)制砂的粒型和級配對混凝土拌合物的很多性能有直接的影響,因此不免對硬化后的混凝土長期的耐久性也會產(chǎn)生一定的影響。特別是石粉,其減水效應(yīng)、密實效應(yīng)和水化效應(yīng)對混凝土的耐久性有很大的影響。
大量研究表明良好的粒型配制出的混凝土工作性更加優(yōu)異,比起粒型差的機(jī)制砂達(dá)到相同的工作性可以減少水泥的用量和用水量,從而減少了混凝土中的孔隙,減少了收縮,增強(qiáng)了混凝土的耐久性。
顆粒的粒級分布對新拌混凝土的工作性、離析等一系列流變性能都有重要的影響。很早有人提出各種觀點認(rèn)為用間斷級配制作混凝土具有各種優(yōu)越的性能。用實驗結(jié)果證實了用間斷和連續(xù)級配可能獲得相同和易性和強(qiáng)度的混凝土。但是隨后的研究發(fā)現(xiàn)用間斷級配時,混凝土的抗凍融性將較差。較好的顆粒形狀和級配會使機(jī)制砂的堆積密度提高,較好的顆粒堆積可以減少混凝土水化后形成的孔隙,從而提高混凝土的抗?jié)B性。連續(xù)級配的顆粒可以使拌合物具有較高的堆積密度,從而提高混凝土的抗?jié)B性能,并可以提高混凝土抵抗腐蝕的性能。且級配良好的顆?梢詼p少拌合物的需漿量,減少硬化后混凝土的徐變和收縮。還指出出于減小收縮可以增大級配中大顆粒的比例,但是大顆粒的增多會導(dǎo)致混凝土均勻性差,會增加水泥漿集體微裂紋的數(shù)量,從而使耐久性變差。
機(jī)制砂中的石粉改善了機(jī)制砂混凝土易離析泌水的缺點,改善了水泥漿體與骨料的過渡界面,細(xì)化了甚至隔斷了混凝土的細(xì)小孔隙,使混凝土的抗?jié)B性得到了改善。機(jī)制砂中的石粉可以提高集料的有效堆積,在水泥水化過程中阻止毛細(xì)孔道的形成,從而提高了混凝土的抗?jié)B性。
國內(nèi)學(xué)者認(rèn)為認(rèn)為石粉在一定程度上改善了混凝土的毛細(xì)孔結(jié)構(gòu),提高了混凝土的抗凍融性。對石屑混凝土進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),在C40混凝土中分別摻入石灰石粉10%、16%、24%,石灰石粉摻量越高,混凝土的抗凍性越好。但是在高強(qiáng)機(jī)制砂混凝土中研究石粉和粉煤灰的符合效應(yīng)時發(fā)現(xiàn)在高強(qiáng)混凝土中,抗凍性隨著石灰石粉摻量的增加沒有什么變化。對20%石粉含量和12%石粉含量的機(jī)制砂混凝土進(jìn)行50次凍融循環(huán)后發(fā)現(xiàn),20%石粉含量的機(jī)制砂混凝土強(qiáng)度損失比12%的高出10.3%的結(jié)論。研究石粉含量對不同強(qiáng)度等級機(jī)制砂混凝土強(qiáng)度、抗氯離子滲透性能和抗凍性能的影響結(jié)果顯示,對于低強(qiáng)度等級混凝土隨著石粉含量增加,抗凍性降低,尤其是當(dāng)石粉含量高于10%時,混凝土劣化明顯;但是對于高強(qiáng)度混凝土而言,石粉含量從3.5%提高到14%均未降低混凝土的抗氯離子滲透性能和抗凍性能。
較早的關(guān)于石粉含量對機(jī)制砂混凝土收縮性能影響是對貴州山砂的一些研究成果,結(jié)論是:石粉含量10%以內(nèi)對混凝土的收縮基本沒什么影響;石粉含量達(dá)到20%時影響比較小,當(dāng)石粉含量達(dá)30%時收縮才比較明顯。石粉含量分別為2%、4%、6%時,隨著石粉含量的增加,收縮逐漸變小,并且比河砂混凝土的收縮值小。石粉含量在12%以下時,機(jī)制砂混凝土的干縮率增大緩慢,石粉含量大于12%時,干縮率顯著增大。機(jī)制砂石粉含量在10%以下時,干縮隨著石粉含量的增加而增加,石粉含量超過10%時干縮應(yīng)變減小。外摻石灰石粉對混凝土的長期干縮有抑制作用,對混凝土抵抗變形時有益的。
在抗硫酸鹽侵蝕能力方面,唐明述認(rèn)為石灰石粉不像粉煤灰那樣抗硫酸鹽侵蝕,主要存在發(fā)生碳硫硅鈣石型硫酸鹽腐蝕的可能,硫酸鹽與混凝土或砂漿中的碳酸鹽和水化硅酸鈣反應(yīng)生成無膠結(jié)作用的碳硫硅鈣石,逐漸把凝膠材料變成無粘結(jié)的“泥質(zhì)”。