机制砂岩性和颗粒级配对砂浆流变性能的影响
The influence of lithology and particle gradation of manufactured sand on the rheological properties of mortar
关键词：
颗粒级配；机制砂；堆积空隙率；比表面积；富余浆体层厚度；屈服应力；塑性黏度
Key words：
Particle gradation; Manufactured sand; Stacking voidage; Specific surface area; Excess paste layer thickness; Yeild stress; Plastic viscosity
刊期：
2025年第10期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2025.10.009.07
文章编号：
基金项目：
国家自然科学基金项目（52108213）。
作者：
闫军南1，祝 雯2，*，张 超1，尚洪彬3，谭康豪3，张同生3，*
单位：
1.广东粤海粤东供水有限公司，广东 揭阳 515557；2.华南农业大学 水利与土木工程学院， 广东 广州 510642；3.华南理工大学 材料科学与工程学院，广东 广州 510641
摘要
摘 要：为了解机制砂颗粒级配与砂浆流变性能的关系，研究了花岗岩（MS1）和石灰岩（MS2）2种岩性机制砂在不同级配下的级配参数（粒形参数、堆积空隙率、比表面积）对砂浆的流动度、屈服应力、塑性黏度、富余浆体层厚度的影响。结果表明：机制砂的比表面积受粒径小于0.300 mm的颗粒占比影响显著；适当降低粒径1.180~0.300 mm的颗粒占比有助于机制砂的紧密堆积；砂浆的屈服应力、塑性黏度均与富余浆体层厚度呈负相关关系；相同级配下，MS1砂浆的屈服应力高于MS2砂浆；机制砂的堆积空隙率和比表面积共同影响砂浆的塑性黏度。
Abstract: To understand the relationship between the particle gradation of manufactured sand and the rheological properties of mortar, the effects of grading parameters (particle shape parameters, stacking porosity, specific surface area) of granite(MS1) and limestone(MS2) on the fluidity, yield stress, plastic viscosity, and excess paste layer thickness of mortar under different gradations were studied. The results indicate that the specific surface area of manufactured sand is significantly affected by the proportion of particles with the size less than 0.300 mm. Reducing the proportion of particles with the size of 1.180~0.300 mm helps to achieve a more compact packing of the manufactured sand. Both the yield stress and plastic viscosity of the mortar exhibit a negative correlation with the excess paste layer thickness. Under the same gradation conditions, the yield stress of MS1 mortar is higher than that of MS2 mortar. The stacking voidage and specific surface area jointly influence the plastic viscosity of the mortar.
结论
（1）机制砂的比表面积取决于其中粒径小于0.300 mm的颗粒占比，通过适当降低粒径1.180~0.300 mm的颗粒占比，增加两端粒径的颗粒占比，有利于机制砂实现紧密堆积。
（2）随着机制砂堆积空隙率的增大，砂浆的屈服应力和塑性黏度均呈先降低后增加的趋势，且砂浆的屈服应力和塑性黏度均与富余浆体包裹层厚度呈负相关关系。相同级配下，MS1砂浆的屈服应力高于MS2砂浆，这是由MS1颗粒的棱角和表面粗糙度较大所致。
（3）在进行机制砂级配调整时，应综合考虑堆积空隙率与比表面积的协同作用，在堆积空隙率和比表面积之间取得平衡，才能更加有利于机制砂砂浆或混凝土的工作性，为实际工程中工作性的调控提供指导。
参考文献
[1] 谢开仲,刘振,郑克西,等.不同颗粒级配下机制砂混凝土性能研究[J].混凝土,2021(4):91-95.
[2] 周新文.机制砂对水泥砂浆流变性能的影响及作用机理[D].南京:东南大学,2020.
[3] 于本田,刘晓林,王彦鹏,等.凝灰岩石粉对水泥基材料性能影响的研究进展[J].硅酸盐学报,2023,51(8):2090-2097.
[4] 盖珂瑜,韩江龙,王永宝,等.石粉含量对C60机制砂混凝土徐变的影响[J].混凝土与水泥制品,2024(3):7-11.
[5] 赵立,吴家乐,荣国城,等.机制砂级配优化及对砂浆性能的影响研究[J].武汉理工大学学报,2022,44(5):15-19.
[6] 延永东,陶松涛,庄志坚,等.泵送机制砂混凝土配合比优化设计及试验[J].混凝土,2022(2):121-126.
[7] 王军伟,安明喆,刘亚洲,等.机制砂物理特性对水泥胶砂流变性能的影响及机理[J].中国铁道科学,2021,42(2):19-27.
[8] 余成行,曲东杰,刘敬宇,等.机制砂混凝土的流变性能敏感性分析[J].混凝土,2021(1):153-156,160.
[9] 高瑞军,吴浩,王玲,等.外掺机制砂石粉对水泥基材料流变性能的影响机理[J].硅酸盐通报,2019,38(4):1080-1085.
[10] 宋少民,张智茹,庄凯群.石灰岩机制砂级配对大流态混凝土性能的影响研究[J].混凝土,2021(11):108-116.
[11] 谢文博,郭君华,尹江涛,等.机制砂特性对高强混凝土流变性能的影响[J].中国建材科技,2023,32(4):17-20.
[12] 刘慈军,王全超,周玉娟,等.机制砂的级配对超高性能混凝土的影响[J].混凝土,2022(1):131-134.
[13] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法:GB/T 1346—2011[S].北京:中国标准出版社,2011.
[14] WALLEVIK O H,WALLEVIK J E.Rheology as a tool in
引用本文
闫军南,祝雯,张超,等.机制砂岩性和颗粒级配对砂浆流变性能的影响[J].混凝土与水泥制品,2025(10):9-14,26.
YAN J N,ZHU W,ZHANG C,et al.The influence of lithology and particle gradation of manufactured sand on the rheological properties of mortar[J].China Concrete and Cement Products,2025(10):9-14,26.
上一个： 机制砂掺量对混凝土孔结构及耐久性能的影响
下一个： 粗砂和细砂砂浆梁无尺寸效应断裂参数的确定
相关文件