（河北省承德市地方道路管理處，河北 承德 067000）

長期以來，混凝土用砂主要使用天然砂或機(jī)制砂，但是天然砂資源短缺，生產(chǎn)機(jī)制砂則需要開山采石，會(huì)破壞環(huán)境。由于風(fēng)積沙比建筑中使用的天然砂更細(xì)，并且不符合細(xì)集料級配要求，現(xiàn)在國家仍然沒有風(fēng)積沙用于混凝土的標(biāo)準(zhǔn)。在沙漠地區(qū)有大量風(fēng)積沙，如果風(fēng)積沙能夠用于混凝土，必將為天然砂資源匱乏的沙漠地區(qū)混凝土生產(chǎn)提供經(jīng)濟(jì)便利的材料保障。本文測試了風(fēng)積沙可行性，發(fā)現(xiàn)風(fēng)積沙可作為一種替代材料，用作混凝土中的細(xì)集料。

一、材料和試驗(yàn)

對混凝土用粗集料篩分結(jié)果與合成級配如表1所示，5mm～10mm碎石占35%、10mm～20mm碎石占45%、16mm～31.5mm碎石占20%；細(xì)集料采用機(jī)制砂和風(fēng)積沙，細(xì)集料的級配如表2所示；測試來自河北省承德市圍場滿族蒙古族自治縣壩上地區(qū)的風(fēng)積沙，測試內(nèi)容包括：篩分、相對密度、細(xì)度模數(shù)，其物理性質(zhì)測試結(jié)果如表3所示?；炷辽奥蕿?4%，水灰比為0.45。在混凝土中，添加10%～100%的風(fēng)積沙代替機(jī)制砂，并測試其坍落度;抗壓強(qiáng)度fcu;小梁抗彎拉強(qiáng)度；150mm×300mm圓柱體彈性模量。

二、結(jié)果和討論

（一）風(fēng)積沙對混凝土工作性的影響

新拌混凝土坍落度隨風(fēng)積沙含量的變化如表4所示。數(shù)據(jù)表明，在風(fēng)積沙含量少時(shí)，隨著風(fēng)積沙含量的增加，風(fēng)積沙混凝土坍落度增加。在其他方面不變的情況下，坍落度的增加是因?yàn)轱L(fēng)積沙粒是球形形狀的滾珠效應(yīng)，球體移動(dòng)比棱角的顆粒更容易。然而，在風(fēng)積沙含量大于30%后，坍落度隨著風(fēng)積沙含量增加而下降，這是因?yàn)轱L(fēng)積沙較細(xì)，顆粒比表面積大，裹覆集料所用的水泥漿較多。因此，在坍落度試驗(yàn)中，最佳風(fēng)積沙含量應(yīng)不高于30%。當(dāng)所有細(xì)集料用風(fēng)積沙（100%代替率）時(shí)，混合料坍落度銳減，混凝土的坍落度非常低。

表1 粗集料篩分結(jié)果

表2 細(xì)集料篩分結(jié)果

表3 風(fēng)積沙物理性質(zhì)

表4 混凝土坍落度隨風(fēng)積沙率的變化

（二）風(fēng)積沙對混凝土強(qiáng)度的影響

在風(fēng)積沙含量很小時(shí)，混凝土強(qiáng)度隨風(fēng)積沙含量的增加而增加，少量的風(fēng)積沙填充粗細(xì)集料之間的空隙，使得混凝土更密實(shí)；而后隨著風(fēng)積沙含量增加而降低，強(qiáng)度的減少是由于細(xì)集料表面面積的增加，需要更多的水泥漿裹覆集料表面。風(fēng)積沙含量對抗壓強(qiáng)度的影響如表5所示，可以看出，風(fēng)積沙摻量對混凝土強(qiáng)度影響并不大。

（三）風(fēng)積沙對混凝土彈性模量的影響

混凝土彈性模量和混凝土立方體抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系如圖1所示，混凝土彈性模量隨著抗壓強(qiáng)度的增加而增加；隨著風(fēng)積沙摻量增加彈性模量下降，這是由于混凝土強(qiáng)度在下降，但在風(fēng)積沙摻量30%以內(nèi)下降不明顯，超過30%時(shí)，下降明顯。

表5 混凝土試驗(yàn)結(jié)果

圖1 混凝土彈性模量隨混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的變化

三、結(jié)語

本文通過研究風(fēng)積沙在混凝土中的作用，發(fā)現(xiàn)通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，風(fēng)積沙可以應(yīng)用于混凝土中。在其他條件相同的情況下，用風(fēng)積沙代替機(jī)制砂可以一定程度提高混凝土工作性（風(fēng)積沙摻量超過30%則工作性降低）。一般來說，混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗彎拉強(qiáng)度，以及混凝土彈性模量隨著風(fēng)積沙含量的增加而降低，但在風(fēng)積沙摻量30%以內(nèi)降低幅度不大，風(fēng)積沙摻量超過30%時(shí)，降低明顯。