□韩莲凤（开封市水利技术推广站）

1.导言

用细度模数为0.7～1.5的砂配制的混凝土称特细砂混凝土。河南省地处黄河中下游，在郑州以东、以北广大平原地区内，由于历史上黄河泛滥沉积和经风力推移形成大量砂丘，有大量的特细砂和粉砂，缺乏中粗砂，砂子细度模数在0.38～1.45之间。经对开封市马家河北支刘寺段及开封县朱仙镇段河砂进行试验，细度模数为1.20～1.45，含泥量在5%以内。

据调查，特细砂混凝土大部分用于工民建基础垫层和砖混结构中，且是中、细砂混合使用，没有大力推广。其原因是行业管理和试验人员对特细砂配制的混凝土性能掌握不够，对《特细砂混凝土配制及应用规程》（BJG-1965）吃不透，混凝土试配时采用的砂率偏高，甚至套用粗、中砂混凝土的砂率；拌和用水过大，又不进行和易性试验，搅拌不均匀，振捣时间不够，不养护或养护欠佳。致使抗压强度过低，混凝土收缩、干裂现象严重，影响了推广使用。

水工混凝土多使用中砂，缺少中砂时，通常采用粗、细砂混合使用。近几年来，通过对开封县运粮河朱仙镇钢筋混凝土灌注桩桥、赵口灌区一期工程小型桥、闸、开封县运粮河小店王节制闸、开封市经济开发区金明广场地下排水管道垫层、停车场垫层、开封市人寿保险公司办公楼基础垫层进行了试验，均使用当地河渠中的天然特细砂拌制混凝土，取得了较好的技术经济效益。同时，通过实践，在一定条件下特细砂可配制C10～C25的混凝土。通过掺用石屑替代部分特细砂配制水化热、抗裂性好、质量优良高强度的混凝土。

2.特细砂混凝土配制的技术措施

2.1 适当延长特细砂混凝土拌和时间，可保证混凝土拌和物均匀

由于特细砂中细颗粒数量多，混凝土拌和物粘滞度大，不易搅拌均匀。如果混凝土用水量偏高，混凝土浇筑后易产生收缩，沉降裂缝。因此，除配合比设计中采用低砂率、掺用减水剂等措施降低用水量外，施工中还应适当延长拌和时间1～2min，保证混凝土拌和物质量的均匀性，加强振捣和养护，提高施工质量。

2.2 采用低砂率、低坍落度可使用水量与中砂混凝土相近

混凝土是水泥包裹砂子形成砂浆，砂浆包裹石子形成的人造石。砂子用量多少直接关系到水泥用量，石子四周包裹的砂浆厚度大了，就会降低其骨架作用，直接降低混凝土的抗压强度。因此，无论粗、中、细砂混凝土选择砂率都不宜过高。由于特细砂较中砂颗粒均匀，包裹石子的砂浆厚度相对比中砂砂浆的厚度小，这就大大加强了石料的颗粒作用，因而特细砂混凝土较中砂混凝土具备了降低砂率的客观条件。随着砂率的降低，水泥用量相对减少，使特细砂混凝土的性能有了很大的改善。水工混凝土试拌用水量资料表明，特细砂混凝土每增减砂率2%，混凝土用水量相应增减5kg/m3，因而采用较低砂率可有效降低混凝土单位用水量。开封市水利、市政工程采用的特细砂混凝土较中砂混凝土砂率低约6%～10%。

由于特细砂比表面积大，为达到同一稠度，用水量较中砂混凝土高。由于特细砂混凝土拌和物中砂浆用量较少，为了增加流动性，就需多用水泥浆或增大水灰比，这在经济与技术上均对工程不利，故其流动性应以小为宜。实践证明，采用低流动性混凝土具有良好的施工性能。在不掺外加剂的条件下，特细砂混凝土与中砂混凝土用水量接近。中砂、特细砂混凝土平均用水量见表1。

表1 不掺外加剂时混凝土用水量比较表 单位：kg/m3

2.3 掺用减水剂降低混凝土用水量

减水剂用于特细砂混凝土不仅可降低单位用水量，还可改善混凝土拌和物的性能及混凝土的物理力学性能。开封县运粮河小店王节制闸、赵口灌区一期工程一些桥梁的灌注桩，都使用了木钙减水剂，从而使混凝土单位用水量减少、节约水泥、改善混凝土的和易性、增加强度，具有显著的经济效益。

砂的颗粒愈细，混凝土的最优砂率愈低。配制特细砂混凝土的关键是采用较低的砂率，一般在30%以下。砂率不仅影响混凝土的强度，而且影响混凝土拌和物的和易性及水泥用量等。砂率适当时，其抗压强度可以接近于中、粗砂混凝土；砂率过大时，其抗压强度显著下降。

当混凝土采用砂石、二级配，坍落度为30～50mm时，特细砂混凝土砂率按表2选用。

表2 特细砂混凝土砂率（%）表

2.4 掺用石屑替代部分特细砂配制高强混凝土

掺用石屑（0.08～5mm）替代特细砂，并与特细砂配成混合砂组成混凝土的细骨料。这种混合砂与纯特细砂比较，它的级配好、空隙率小、细度模数大。与人工砂比较，这种混合砂的颗粒圆滑，对粗骨料有良好的润滑作用，混凝土拌和物流动性好，而且价格也低于人工砂。石屑的掺入改善了特细砂的级配，使其比表面积和空隙率都降低，减少了单位用水量，使混凝土孔隙结构得了改善；石屑粉末的存在，减少了泌水，使混凝土的均匀性得到改善；由于石屑表面粗糙多孔，机械咬合力强，水泥水化时碱性溶液进入孔内，发生一系列物理化学过程，因而与水泥石之间有良好的界面粘结，提高了抗压、抗拆强度，并增强抗渗、抗冻能力，经试验，抗渗可达到P6，抗冻达到F50；可配制C15～C30普通混凝土，通过“双掺”还可配制C50～C60高强混凝土。掺用石屑替代部分特细砂配成的混合砂含泥量减少，细度模数增大。用混合砂拌制的混凝土，其28d抗压强度（按C20设计）与特细砂混凝土相比提高23.1%，早期强度幅度更大，不掺减水剂时3d抗压强度提高56.5%，抗渗和抗冻能力也得到改善，见表3混凝土配合比试验成果。

表3 混凝土配合比试验成果表

3.工程应用及效果

案例1：赵口灌区一期工程，开封县运粮河朱仙镇灌注桩桥T型梁。混凝土设计强度等级C25，强度保证率84%，施工配制强度29.6MPa。采用42.5号普通水泥；河砂的细度模数1.20，含泥量5%，表观密度2.65g/cm3；碎石，最大粒径40mm，二级配，40～20：20～5=40：60，表观密度 2.70g/cm3；无抗渗、抗冻要求；不掺减水剂；混凝土水灰比采用0.53，入仓坍落度30～50mm，单位用水量165kg/m3，水泥用量312kg/m3，砂率26%。

案例2：赵口灌区一期工程，开封县运粮河小店王节制闸闸墩和闸底板。混凝土设计强度等级C15，强度保证率P=84%，施工配制强度18.8MPa。采用42.5号普通水泥；特细砂，细度模数1.20，表观密度2.65g/cm3；碎石，最大粒径40mm，二级配，表观密度2.70g/cm3；使用木钙减水剂并进行闸墩、闸底板埋石。由于是冬期施工，在采用木钙减水剂（减水10%）的同时，掺用了金星II型早强剂（减水5%），采用养护剂并加盖草袋进行养护。

为满足混凝土各种性能的要求和施工规范规定，各混凝土的参数选用值见表4。

表4 混凝土参数选用定表

案例3：开封市金明广场停车场混凝土垫层。设计强度等级C20，强度保证率95%，施工配制强度28.2MPa。采用新乡潞王牌42.5号普通水泥，实测抗压强度3d为25.1MPa，28d为45MPa；特细砂，细度模数1.30，含泥量5%，表观密度2.61g/cm3；碎石，最大粒径 20mm，二级配，5～10：10～20=50：50，表观密度 2.70g/cm3，堆积密度1520kg/m3。混凝土水灰比0.55，入仓坍落度10mm，单位用水量172kg/m3，水泥用量313kg/m3，砂率27.4%。

以上三个工程使用特细砂配制混凝土，不但使混凝土强度满足要求，而且由于早期养护较好，混凝土未出现过裂缝，主要原因是采用低砂率和低用水量，低砂率使粗骨料用量有所增加，混凝土骨架坚固，闸墩、闸底板埋石，起到了限制收缩的作用；低用水量减少了混凝土产生干缩裂缝的可能性。

4.结论

通过工程实践表明，特细砂混凝土由于砂子颗粒在0.16mm以下细粒数量多，使混凝土拌和物粘滞度大，黏聚力强，泌水少，经过振动，不易产生分层和离析。外观较中、粗砂混凝土干涩的特细砂混凝土拌和物，在振动时反而易于振实。采用特细砂配制混凝土，可就地取材，成本低廉，只要采用相应的技术措施，改善混凝土的性能是可行的。

[1]王异，周兆桐.特细砂混凝土.吉林科学技术出版社，1985，(10).

[2]蔡正咏.混凝土性能.中国建筑出版社，1979，(12).