中铁十二局第一工程有限公司
摘要：混凝土时现代建筑施工中重要的施工材料，而且在未来很长一段时间也将成为施工中重要的结构材料之一。所以，混凝土中拌合物之间的物理作用对整体混凝土的性能有着重要的影响。本文针对混合砂混凝土性能进行研究探索，希望能够为建筑施工企业提供有效的参考。
关键词：混合砂；混凝土；耐久性
一般在建筑施工过程中所选用的材料都是天然砂作为原料，将其按照比例进行配置，但是因为我国地貌种类不同，很多地区缺少天然的中粗砂，但是细沙资源却非常的丰富，可是子施工混凝土配比过程中，细沙含粉量非常的高，所以无法有效掌控欲水泥的配比。但是为了能够最大限度的利用自然资源，采用了人工生产的方式将细沙转变成为中粗水平的材料。
一、混合砂混凝土现状
随着城市发展速度的变快，混凝土使用中砂用量不断的提高，而且以惊人的增长速度不断的增大，在现在为止，我国在混凝土用砂方面依旧采用的是天然砂，但是天然砂属于天然矿产资源，是不可再生的，所以天然砂的含量以及开发量不断的缩减，资源逐渐紧张，市场上的天然砂价格则随之提高。再者，在我国很多地区天然砂开采的方式不科学不合理，导致地区环境被破坏，水土流失、河道被毁，因此伤及了很多农田[1]。另外，在天然砂开采的过程中，因秩序混乱，运输存储都为周边环境造成了污染，以此我国国务院针对天然砂的开采实行了控制，但是为了能够保证土木建设行业的正常运行，就需要寻找新的材料和砂源来弥补这段空缺。
二、混合砂混凝土的性能研究
1、物理学性能研究
如下表，其采用的是建筑常规使用的混泥土材料配比，通过对配比中混合砂和天然砂的配比研究，获得配置大流动性混凝土的物理学性能。
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图：混凝土配合比
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图：新拌混凝土性能
从新拌混凝土性能一表中可以看出，混合砂与水泥所配比出来了新拌混凝土出现的初始坍落度可会达200、225、211mm，这样的数据是都能够直接满足现有的施工要求。在C50混合砂混凝土的坍落度情况来看，其与同样配比数量下的天然砂坍落度出现一定的差距，两者在一个小时之后的坍落度较低，但是产生坍落度差点主要原因是因为天然砂的材质要比混合砂光滑，所以在坍落度上就会存在一定的差异，所以天然砂在与水泥进行搅拌的过程中其相对阻力比较小；而人工机械后期破碎方式所获得的混合砂，因为受到了外力的破坏，其砂质自身的表面受到了损害，表面更加的粗糙，在搅拌或是运动过程中，相对的阻力比较大，就是因为这样的因素，混合砂在使用过程中不能够单独用于泵送施工的混凝土。
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表：混合砂混泥土与中砂混凝土主要力学性能
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图：混凝土各龄期的抗压强度
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图：混凝土各龄期的劈裂抗拉压强度
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图：混凝土各龄期的弹性模量
由混凝土各龄期的弹性、抗拉压、以及劈裂抗压的分析中得出，（以上测量数据的龄期时间均为天），由实验过程结果可以证明，三种实验所得出的结论是混合砂混凝土未来的发展趋势与中砂混凝土的发展相同。其中以C50为例，C50的混合砂以C50的中砂其中的混凝土配比在统一的条件下，所产生的抗压、劈裂抗压以及弹性模量值都是相差无几，基本都是相同的，所以由此可见天然砂和混合砂在物理性能上的差别不大。
2、长期性能研究
首先，在天然砂混凝土和混合砂混凝土收缩性能对比上。
混凝土的收缩值会受到温度的影响，在平均温度为20摄氏度的时候，其湿度达到60%的环境下对两种混凝土进行测试，其测试的结果主要为下表：
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对收缩性能的指标判定是对混凝土检验的重要技术之一，混凝土在检测过程中收缩情况越明显，则出现开裂的几率就会越大，抵抗外部侵蚀的能力则越差，这会导致建筑物子使用过程中无法有效的抵抗外部到侵蚀以及抗击，最终缩短建筑物的使用寿命[2]。收缩这种特性是混凝土材料的固有特点之一，这样的特点就如混凝土结构中会有裂痕一样的存在，所以人们之所以一直都在使用这种材质就是因为人们能够接受混凝土的收缩特性，为了避免出现混凝土的裂缝，其关键就是如何能够有效控制收缩的力度，使其收缩数值在不影响整体结构的范围之内。
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图：混凝土各龄期的收缩
根据以上数据不难看出，C30.C40.C50三种混合砂在各龄期的收缩数据以及发展规律都非常的相似，其余中砂混凝土的发展趋势也比较相近，在20天的时候，三者基本是出于同一个时期，并发展速度非常快，并且是匀速发展，但是20-30天的时候就出现了增长的趋势，但是整体收缩的情况依然非常的平缓，知道120天左右的时候，混凝土的收缩情况又开始出现的变化，但是变化的情况依旧比较缓慢。所以整体收缩的变化期间，只有前20天的时候会有剧烈的收缩变化，之后都将是处于平稳的发展状态。
3、耐久性能研究
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图：混泥土的抗渗性、气密性、抗氯离子渗透性
首先，渗透性。混凝土渗透性是重要的一个标志。混凝土在混合的过程中，是要承受气体、液体以及外部的要，以及一定的物理和化学的反应。在这个过程中，混凝土的材料都出现一定的移动或者扩散，若是不能够很好的控制，其移动的频率过高，就会导致建筑物的耐久性降低。例如：混凝土中都含有二氧化碳气体，其渗入到混凝土之后会与其中的氢氧化钠、水化硅酸钙等产生一定的化学反应，从而出现混凝土钙化的情况，这种情况会加大混凝土渗透的严重性。所以针对混凝土出现的渗透性研究是非常必要的。
从上述实验结果表明，随着混凝土等级不断的提高，混凝体的抗渗透性以及其他的性能都在逐渐的变化，但是混合砂与天然砂之间的变化规律基本相同，所以在配比相同的条件下可以看出C50中砂和C50混合砂之间的抗渗性基本一致，水平相当，这就说明了混合砂与中砂之间的抗渗能力虽然混合砂差一些，但是若是两者在条件相同的施工环境中，其混合砂的密实程度会大于天然砂，因为混合砂的阻力大于天然砂。
其次，耐磨性。在城市建设中之所以利用水泥混凝土作为主要原材料，是因为其铺设的路面和建设的墙体都有高强度、高稳定性、高寿命的特点，而且针对水泥混凝土设施的养护成本也比较低[3]。例如：在路面施工过程中，因为经济和交通事业的快速发展，沥青材质的路面逐渐走入施工队伍，但是沥青路面的质量难以得到保证，这样就为水泥混凝土的大范围使用提供了好的发展机遇。然后在选择材料的过程中，需要达到施工的要求，并以耐磨性作为水泥混凝土施工的总体要求。同时还要保证水泥路面不能够出现脱皮、麻面、露骨等严重的损坏情况。据调查，水泥路面出现严重安全隐患的主要原因就是路面的耐久性不够。由下图可见，C50中砂和C50混合砂之间的耐磨性是相当的，所以两者之间的耐久性能相差无几。
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第三，耐急热性。无论是什么样的施工现场，混凝土工程都是需要在外部自然环境下进行的，而温度的高低与湿度都会对混凝土产生一定的影响。下表主要是针对普通混凝土施工的情况作出试验。
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试验结果显示出：混合砂与中砂在进行过耐热循环之后，其抗压强度损失与质量损失依旧在规定的数值之内，这就可以认为混合砂与中砂都能够拥有非常良好的耐热性能。而且在这个实验中，混凝土的耐热性会随着等级的增强而增强，强度越高的混凝土其耐热性能也越好。
结语
本文通过数据分析对混合砂与天然中砂进行了分析和对比，在物理学性能、长期性能、耐久性能上做出了比较，事实证明，在资源短缺的市场中，天然中砂的占比逐渐减少，其价格不断偏高，而能够取代中砂地位的混合砂也在实验中证明其性能与中砂相差无几，完全可以在施工中减少天然砂的使用，做到节约资源的目的。
参考文献：
[1]王义恒，魏义福，陈超，景晓光，李莎.混合砂高抛自密实钢管混凝土试验研究与应用[J].商品混凝土.2018（1）
[2]史才军，王德辉，安晓鹏，焦登武，李晃.基于多种性能要求的混凝土组成设计方法.硅酸盐学报.2018（2）：230-238
[3]黄希华.人工砂与河砂混凝土抗裂性能定量分析[J].四川水泥.2018（1）