Анализ применения искусственного песка в бетоне

В настоящее время в Китае существует два основных типа производства искусственного песка: один - специально произведенный искусственный песок, градация частиц и модуль крупности которого могут превосходить природный песок, а форма частиц также может быть аналогична природному песку; другой производится из различных промышленных отходов или как побочный продукт. Это основная часть производимого в настоящее время песка, большая часть которого представляет собой каменную крошку от производства щебня, которую просто обрабатывают, просеивают, классифицируют или используют напрямую.

Широко используется искусственный песок, изготовленный из каменной крошки. Однако некоторые каменные крошки с несовершенной градацией частиц или формой при использовании в качестве мелкого заполнителя приводят к плохой удобоукладываемости и низкой прочности бетона. Это привело к тому, что некоторые ошибочно полагают, что искусственный песок уступает натуральному. Существенная разница между искусственным песком и природным песком заключается в том, что многие показатели искусственного песка регулируются и контролируются. Таким образом, с помощью отработанных и стандартизированных производственных процессов и строгой корректировки можно производить искусственный песок с идеальными характеристиками. При доставке произведенный песок должен пройти повторную проверку и классификационную оценку в соответствии с теми же стандартами, что и заводской контроль.

Каменный порошок отличается от глины природного песка по составу, гранулометрическому составу, морфологии и роли в бетоне. Каменный порошок неизбежен при производстве промышленного песка, и соответствующее количество каменного порошка оказывает положительный эффект. Диапазон изменения содержания каменного порошка не должен превышать ±2%. В бетоне соответствующее количество каменного порошка играет роль наполнителя, помогая повысить прочность и твердость изготовленного песчаного бетона. Однако оптимальное содержание каменного порошка зависит от класса прочности бетона. Цемент, минеральные добавки и другие материалы для бетона следует хранить отдельно, в насыпных кучах.

Полная градация частиц и шероховатая поверхность каменного порошка оказывают превосходный эффект наполнения, эффект зародышеобразования, пуццолановый эффект, эффект удержания воды и эффект смазки на границе раздела бетона. Когда содержание каменного порошка составляет 10–15%, водостойкость бетона является оптимальной. Причина в том, что когда содержание каменного порошка в искусственном песке низкое, содержание пасты в бетоне недостаточно, и каменный порошок может действовать как микрозаполнитель, увеличивая компактность бетона. И наоборот, когда содержание каменного порошка слишком велико, доля каменного порошка по отношению к цементу является избыточной, что нарушает эффект уплотнения бетона. На этом этапе цемент не может полностью обволакивать каменный порошок, что снижает водонепроницаемость бетона. Когда содержание каменного порошка превышает 20%, непроницаемость резко снижается. Хотя более высокое содержание каменного порошка делает пасту более плотной и уменьшает пористость, оно уменьшает размер кристаллов продуктов гидратации, изменяет их ориентацию, изменяет фактическое соотношение воды и цемента в пасте вокруг заполнителей и изменяет удобоукладываемость бетона. Кроме того, по мере увеличения содержания каменного порошка в промышленном песке коэффициент проницаемости промышленного пескобетона постепенно снижается, что еще больше повышает компактность цементного теста.

Конечно, если материнской породой является кремнистая порода, песчаник или другие материалы с высоким водопотреблением, высокое содержание каменного порошка может увеличить водопотребление бетона. Поэтому содержание каменного порошка в промышленном песке должно быть соответствующим образом отрегулировано. Практика производства показывает, что содержание каменного порошка 8–10% хорошо подходит для бетона с различными требованиями к прочности. Это не тот случай, когда более высокие марки прочности требуют меньшего содержания каменного порошка; вместо этого ключевым моментом является оптимизация значения метиленового синего (МБ). Наилучшие результаты дает использование каменного порошка со значением МБ не более 0,5. Однако чрезмерно высокое содержание каменного порошка увеличивает расход воды, что влияет на прочность бетона и может вызвать пластическое растрескивание. Это положительные и отрицательные эффекты каменного порошка соответственно.