摘要
细骨料是配制混凝土的主要原料。随着我国现代化、城镇化建设和乡村振兴计划的推进，对细骨料的需求规模日益增加。细骨料主要来源有天然砂和机制砂，但随着天然砂资源的消耗和开采政策的限制，机制砂逐渐成为细骨料的主导。但限于现有技术和工艺存在的不足，大部分机制砂产品尚难以直接替代天然砂用于混凝土。因此，机制砂质量提升新技术工艺的研究开发对混凝土的生产及应用性能的保障和提升具有重要意义。 本文以不同特性的九种粗砂和两种细砂为原料，通过粗细砂之间的复配，开展了复配对机制砂关键技术指标的影响研究，并利用Matlab建立了预测复配机制砂松散堆积密度、紧密堆积密度和压碎值的模型。运用linprog函数建立了机制砂的复配模型，筛选了九种粗砂中的三种粗砂和细砂按不同比例复配后配制成混凝土，考察了复配对混凝土工作性能、力学性能和微观形貌结构变化的影响规律。主要研究成果如下： （1）探明了原料砂与复配机制砂松散堆积密度、紧密堆积密度和压碎值之间为非线性关系。复配机制砂的松散堆积密度和紧密堆积密度主要由2.36-0.3mm筛的累计筛余决定，压碎值主要由原料砂压碎值决定。复配机制砂片状颗粒含量对松散堆积密度和压碎值均有显著影响，对紧密堆积密度影响甚微。 （2）通过Matlab预测了复配机制砂的堆积密度和压碎值，运用linprog函数建立了机制砂的复配模型。九种粗砂中仅有TL、XS和YJ砂与细砂复配的复配机制砂关键技术指标可满足Ⅰ类建设用砂标准。TL、XS和YJ砂和YX砂的最佳复配比例分别为7.1:2.9、8:2和8.2:1.8，TL、XS和YJ砂和EX砂的最佳复配比例分别为7.2:2.8、7.7:2.3和8.1:1.9。 （3）机制砂复配对混凝土的坍落度和扩展度具有促进作用。复配机制砂配制的混凝土坍落度与扩展度实测值均大于计算值，相对于计算值平均增大了17.41%和18.39%。其中2.36-0.15mm筛的累计筛余、石粉粒度和片状颗粒含量对坍落度和扩展度的影响较4.75mm筛的累计筛余大。 （4）机制砂的最佳比例复配对混凝土的抗压强度有增强作用。复配机制砂级配符合2区要求时，所配制的混凝土7d和28d抗压强度最好，相比计算值平均分别增大了17.50%和13.52%。随着复配机制砂中片状颗粒增多，复配机制砂7d和28d抗压强度的增大趋势有所减弱。 （5）复配机制砂的细度模数和石粉含量对混凝土微观形貌结构有重大影响。随着复配机制砂的细度模数逐渐增大，混凝土的C-S-H凝胶和骨料间的裂缝逐渐消失。石粉含量过多或过少都会增大混凝土的孔隙率。
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