機(jī)制砂在混凝土中的應(yīng)用

1、機(jī)制砂在混凝土中的應(yīng)用摘要：本文主要闡述了機(jī)制砂在混凝土中的應(yīng)用，通過(guò)相關(guān)的試驗(yàn)分析，總結(jié)出了機(jī)制砂的特點(diǎn)和機(jī)制砂對(duì)混凝土拌合物性能的影響，以及硬化后混凝土的力學(xué)性能、 耐久性等，根據(jù)相關(guān)的機(jī)制砂的技術(shù)要求，驗(yàn)證了機(jī)制砂的可行性。關(guān)鍵詞：機(jī)制砂 混凝土 應(yīng)用前言:海復(fù)線高速公路莆田段位于福建省仙游縣，路線全長(zhǎng)50多公里，為雙向6車道高速公路，設(shè)計(jì)時(shí)速100公里/小時(shí)，橋隧占路線總長(zhǎng)的60%。項(xiàng)目管段內(nèi)的隧道圍巖為微風(fēng)化凝灰?guī)r，抗壓強(qiáng)度高，是生產(chǎn)機(jī)制砂、碎石的理想母材，生產(chǎn)的機(jī)制砂和碎石的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足公路工程 水泥混凝土用機(jī)制砂JT/T819-2011和公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG/T F50

2、2011技術(shù)指標(biāo)要求.本項(xiàng)目位于莆田仙游境內(nèi)，天然河砂資源匱乏；附近無(wú)天然河砂，當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)項(xiàng)目使用河砂均從遙遠(yuǎn)的福州、泉州等地運(yùn)來(lái)，運(yùn)距遠(yuǎn)、價(jià)格高，無(wú)法保證本項(xiàng)目的需要，按標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的機(jī)制砂級(jí)配合理，拌制的碎和易性好且強(qiáng)度高，機(jī)制砂代替天然河砂可以節(jié)約河砂資源，又可以解決洞渣棄方影響環(huán)境問(wèn)題，還降低了混凝土成本。一.機(jī)制砂的利用趨勢(shì)機(jī)制砂又叫人工砂，是巖石經(jīng)除土開(kāi)采、機(jī)械破碎、篩分而成的，公稱粒徑小于5mm的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖石的顆粒。砂是混凝土組成的主要材料，隨著建筑業(yè)發(fā)展和對(duì)建筑工程質(zhì)量的重視，建筑市場(chǎng)用砂數(shù)量越來(lái)越大，質(zhì)量上要求越來(lái)越高，而合格 的 天然砂資源卻越來(lái)越少，由此

3、引發(fā)的工程質(zhì)量，破壞農(nóng)田、水利資源問(wèn)題日趨嚴(yán)重，砂 生產(chǎn)也因資源的變化而有所改變，機(jī)制砂在規(guī)范范圍內(nèi)的利用是既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。二.機(jī)制砂的特點(diǎn)機(jī)制砂的主要特點(diǎn)有：機(jī)制砂中石粉含量相對(duì)較高；機(jī)制砂由于經(jīng)過(guò)破碎處理，其顆粒呈不規(guī)則的形態(tài)，而且機(jī)制砂的比表面積相比河砂更大；機(jī)制砂的粘結(jié)性能較好，石質(zhì) 堅(jiān)硬；化學(xué)成份與母材、碎石一致，對(duì)混凝土無(wú)負(fù)面作用，適合做高強(qiáng)混凝土；機(jī)制砂的 顆粒級(jí)配、細(xì)度模數(shù)可以調(diào)整：可以根據(jù)工程的需要，結(jié)合母材的特點(diǎn)和混凝土的要求， 調(diào)整機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)和顆粒級(jí)配。而河砂一般為天然形成，人工調(diào)整級(jí)配比較困難；機(jī) 制砂表觀密度一般比然河砂大；機(jī)制砂顆粒尖銳，多棱角，表面粗糙，細(xì)度模

4、數(shù)多為3.0以上，宜控制在2.83.3之間，與天然河砂相比，天然砂顆粒渾圓，表面光滑，天然中砂細(xì) 度模數(shù)多為2.53. 0,級(jí)配較好，對(duì)混凝土的工作性十分有利，機(jī)制砂的顆粒級(jí)配稍差， 大于2.5 mm和小于0.08 mm的顆粒偏多，導(dǎo)致混凝土的和易性較差，容易引起混凝土的外 觀質(zhì)量缺陷。機(jī)制砂母材不應(yīng)具有堿集料反應(yīng)活性，不宜低于80MPa但是，機(jī)制砂的缺點(diǎn)可以通過(guò)選擇合適的碎砂設(shè)備、合理利用砂中含石粉量、調(diào)整砂率，以及選用合適的外 加劑等措施來(lái)克服。機(jī)制砂中含有的石粉和泥的粒徑雖然都小于0.075 mm,但是他們的成份不同，細(xì)度相差也較大。泥顆粒大多小于0.016 mm,而石粉顆粒大都在0.

5、016-0. 075 mm 之間。泥吸附在砂的表面，妨礙砂與水泥的粘結(jié)；而適量的石粉可填充在水泥、細(xì)砂的空 隙之間，增強(qiáng)機(jī)制砂混凝土的工作性。加強(qiáng)機(jī)制砂的級(jí)配、石粉含量和壓碎指標(biāo)的抽檢頻率,進(jìn)一步保證機(jī)制砂的質(zhì)量；機(jī)制砂在生產(chǎn)過(guò)程中，為能除去大部分石粉，往往將 300小 m以下顆粒清除了大部分，從而造成機(jī)制砂顆粒級(jí)配不好，細(xì)度模數(shù)偏大的問(wèn)題，加之機(jī) 制砂棱角多，表面粗糙，單獨(dú)用于配制混凝土很難滿足其工作性要求，可將之和天然河砂 進(jìn)行摻配，以填充顆粒級(jí)配的中間部分，使機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)和級(jí)配符合規(guī)范要求。三.機(jī)制砂在混凝土中的應(yīng)用普通混凝土及高強(qiáng)度泵送混凝土均可采用機(jī)制砂配制，在嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量和

6、嚴(yán)格按照配合比施工的前提下，配制的機(jī)制砂混凝土可以保證混凝土的和易性、流動(dòng)性、可泵 性、強(qiáng)度、抗?jié)B等性能，同時(shí)還可保證混凝土不開(kāi)裂。1.機(jī)制砂混凝土的原材料(1)水泥應(yīng)符合通用硅酸鹽水泥(GB175卜道路硅酸鹽水泥應(yīng)符合道路硅酸鹽 水泥(GB13693)!勺規(guī)定；C30及以下混凝土直選用32.5級(jí)水泥，C35C45宜用不低于42.5 級(jí)水泥；泵送混凝土用水泥宜應(yīng)選用質(zhì)量穩(wěn)定、旋窯的普通硅酸鹽水泥，其強(qiáng)度富余系數(shù) 宜大于1.15,水泥的初凝時(shí)間不早于45min,終凝時(shí)間不宜晚于10小時(shí)，水泥剛出廠時(shí)有一 定熱量，則需存放二至三天，避免水泥溫度過(guò)高引起坍落度損失較快。(2)粗集料應(yīng)選用應(yīng)選用級(jí)配合

7、理，粒形良好、母巖強(qiáng)度大于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1.5倍的質(zhì)地均勻、堅(jiān)固、線脹系數(shù)小的潔凈碳酸鹽碎石，也可采用碎卵石，不宜用砂巖碎石， 應(yīng)符合公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTGTF50-2011的規(guī)定；水泥混凝土路面的機(jī)制砂混凝土 的粗集料應(yīng)符合公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范JTGF30中II級(jí)和H級(jí)以上碎石的規(guī)(3)路面混凝土用機(jī)制砂應(yīng)符合公路水泥混凝土用機(jī)制砂JTJ819-201休口公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范JTG F30中n級(jí)以上(含n級(jí))砂的規(guī)定，機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù) 宜控制在2.83.8范圍；當(dāng)采用的機(jī)制砂級(jí)配不符合要求，或配制的混凝土和易性不能滿 足設(shè)計(jì)要求時(shí)，宜考慮采用機(jī)制砂與適宜細(xì)度模數(shù)的天

8、然砂按一定比例摻配的混合砂，或 外摻粉煤灰來(lái)改善機(jī)制砂的級(jí)配和細(xì)度模數(shù)，以滿足不同要求的混凝土；不應(yīng)簡(jiǎn)單的通過(guò) 堆積密度或空隙率的大小來(lái)判斷機(jī)制砂級(jí)配的好壞，因?yàn)闄C(jī)制砂一般級(jí)配不良，但由于其中較高的石粉含量，導(dǎo)致其堆積密度增大，空隙率減少，配制C30及以下混凝土用機(jī)制砂 應(yīng)符合in級(jí)砂的規(guī)定，石粉含量宜控制在0 10%(MB1.4時(shí))，壓碎指標(biāo)30%;配置C35-C45混凝土用機(jī)制砂應(yīng)符合II級(jí)砂的規(guī)定，石粉含量宜控制0 7%(MB1.4時(shí))壓碎指標(biāo)25%,機(jī)制 砂中含有5%10%的石粉，宜作為改善普通中低強(qiáng)度特別是泵送中低強(qiáng)度機(jī)制砂混凝土和 易性的手段，配制的混凝土強(qiáng)度等級(jí)越低、流動(dòng)性越大，

9、機(jī)制砂石粉含量宜控制越高。(4X制砂普通混凝土的礦物摻合料的品種粉煤灰和礦渣粉等。粉煤灰的技術(shù)要求應(yīng)符合GB1596-2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰中II級(jí)以上(含II級(jí))粉煤灰的規(guī)定，礦渣粉的技術(shù)要求應(yīng)符合 GB/T18046-2000用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉 的規(guī)定, 水泥混凝土路面的機(jī)制砂混凝土的粉煤灰應(yīng)符合公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范 JTGF30中II級(jí)和H級(jí)以上粉煤灰的規(guī)定，摻合料必須品質(zhì)穩(wěn)定、來(lái)料均勻且來(lái)源穩(wěn)定。(5)外加劑應(yīng)具有減水率高、坍落度損失小，適量引氣，能明顯 改善或提高耐久性且 質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。外加劑與水泥之間應(yīng)有良好的相容性。應(yīng)優(yōu)先選用多功能復(fù)合外加

10、劑，外加劑應(yīng)符合混凝土外加劑GB8076、聚竣酸系高性能減水劑JG/T223和公路橋涵 施工技術(shù)規(guī)范JTGTF50-2011的規(guī)定。由于機(jī)制砂較河砂表面粗糙的多，比表面積相對(duì)來(lái) 說(shuō)大很多，會(huì)吸附一部分減水劑，導(dǎo)致減水劑的實(shí)際減水率無(wú)法達(dá)到，從而間接的導(dǎo)致用 水量增加，強(qiáng)度降低，所以減水劑一定要優(yōu)選一等品，并且減水率大于25%。(6)混凝土拌合用水可用飲用水，不得用海水，應(yīng)符合JGJ63-2006混凝土用水標(biāo)準(zhǔn) 的規(guī)定。2.機(jī)制砂混凝土的性能(1)機(jī)制砂混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)符合普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程JTJ55-2011在普通混凝土組分的基礎(chǔ)上，按機(jī)制砂的特點(diǎn)進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)，通過(guò)合理利用機(jī)制

11、砂 中的石粉，調(diào)整機(jī)制砂的砂率，再摻入緩凝高效減水劑、粉煤灰等外摻料，在低水灰比條 件下，配得坍落度損失小、泵送性好、和易性好、強(qiáng)度和耐久性高的混凝土。機(jī)制砂普通 混凝土的砂率較天然河砂混凝土高 24%,應(yīng)一般在3846%之間；機(jī)制砂普通混凝土砂 率應(yīng)根據(jù)機(jī)制砂自身細(xì)度模數(shù)、顆粒級(jí)配、石粉含量，并按所選水灰比及碎石最大粒徑通 過(guò)試驗(yàn)確定，如機(jī)制砂的石粉含量或細(xì)度模數(shù)、級(jí)配發(fā)生變化，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行砂率調(diào)整，用 于泵送混凝土的砂率應(yīng)相應(yīng)增加。配制混凝土?xí)r宜優(yōu)先選用R類砂，當(dāng)采用I類砂時(shí)，應(yīng) 提高砂率，并保持足夠的水泥用量，以滿足混凝土的和易性；當(dāng)采用田類砂時(shí)宜適當(dāng)降低 砂率；對(duì)于泵送混凝土直選用中砂機(jī)

12、制砂配制混凝土的和易性對(duì)用水量的改變和砂率的變 化很敏感：在配合比設(shè)計(jì)和調(diào)整時(shí)應(yīng)充分考慮機(jī)制砂級(jí)配不良、砂率選擇不當(dāng)、用水量偏 高、減水劑摻量過(guò)高，易造成機(jī)制砂混凝土在出機(jī)、卸料過(guò)程中離析、振后易泌水。在水 灰比和砂率等相同的條件下，機(jī)制砂混凝土坍落度要小于河砂混凝土，機(jī)制砂比天然河砂需水量增加510Kg/m3,機(jī)制砂混凝土的容重比相應(yīng)的天然河砂混凝土高約2040Kg/m3,用機(jī)制砂配制的混凝土比天然河砂配制出的混凝土強(qiáng)度略高；機(jī)制砂中的石粉 是一種有效的填料，雖然不具有活性，但提高了混凝土的密實(shí)性，增強(qiáng)了水泥石與骨料界 面黏結(jié)；并能改善水泥石的孔隙結(jié)構(gòu)，抗?jié)B性能得到提高；機(jī)制砂混凝土預(yù)制的T

13、型梁靜載同樣滿足河砂?M凝土預(yù)制的 T型梁的靜載試驗(yàn)。(2)機(jī)制砂混凝土的拌制拌制混凝土前，試驗(yàn)人員必須實(shí)測(cè)砂及碎石的含水率，按照實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)出混凝土施 工配合比通知單，混凝土攪拌站控制室嚴(yán)格按照試驗(yàn)室發(fā)出的配料單及配料工藝順序進(jìn)行 配料，混凝土攪拌站控制系統(tǒng)即自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)要定期進(jìn)行標(biāo)定，每班在使用前要檢查一次，確保計(jì)量準(zhǔn)確，計(jì)量最大偏差不得超過(guò)：水泥、粉煤灰、水為土1%,粗細(xì)骨料土 2%,減水劑0.5%;在混凝土拌制過(guò)程中，試驗(yàn)人員隨時(shí)注意檢測(cè)砂石的含水率，以便及時(shí)調(diào)整 混凝土配合比。機(jī)制砂混凝土只有采用大型攪拌站或強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌，不得使用自落式 攪拌機(jī)拌制，攪拌時(shí)間應(yīng)比天然河砂混凝土延長(zhǎng)

14、 2060s可控制在90150s機(jī)制砂高性能 混凝土宜取上限范圍，攪拌設(shè)備和攪拌時(shí)間影響機(jī)制砂混凝土質(zhì)量的一個(gè)重要因素。機(jī)制 砂混凝土原材料的投料順序宜為：粗集料、細(xì)集料、水泥、礦物摻合料投入（攪拌約30、加拌合水（攪拌約30S-45S、加入減水劑（攪拌約30S）,要保證混凝土攪拌均勻。（3）機(jī)制砂混凝土的運(yùn)輸混凝土采用攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸，根據(jù)運(yùn)距長(zhǎng)短配置適量的混凝土運(yùn)輸車，在裝料前要檢查清洗干凈攪拌筒，混凝土在出站前，必須檢查混凝土的和易性和坍落度，檢查合格后才能簽 發(fā)出站。保證在混凝土運(yùn)輸過(guò)程中保持均勻性，運(yùn)到澆筑地點(diǎn)時(shí)不分層、不離析、不漏漿， 并具有要求的坍落度和含氣量等工作性能，由于機(jī)制砂

15、的飽水性比較差，受外界影響，機(jī)制砂 的含水量就會(huì)不均勻，這對(duì)混凝土的和易性、塌落度和質(zhì)量等影響都比較大，最好采用混凝土 罐車運(yùn)輸。混凝土攪拌運(yùn)輸車在運(yùn)輸途中，拌筒以13轉(zhuǎn)/min速度不停地進(jìn)行攪動(dòng)，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)卸料前應(yīng)使拌筒攪拌12min后再卸料?；炷涟韬衔镞\(yùn)輸時(shí)間限值（min）氣溫（C）無(wú)攪拌運(yùn)輸車后攪拌運(yùn)輸車20T30306010T2045755 T106090(4)機(jī)制砂混凝土的泵送和澆筑混凝土輸送管鋪設(shè)要直、短、平，輸送泵入口水平管至少15m,輸送管每隔3m應(yīng)固定;夏季施工時(shí)，輸送管必須采用麻袋覆蓋并澆水降溫。輸送泵每次在泵送混凝土前，泵機(jī)先 試運(yùn)行。保證正常后泵送清水濕潤(rùn)管壁，并檢查是

16、否有滲漏，有滲漏時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。無(wú)滲 漏再泵送與混凝土同標(biāo)號(hào)的水泥砂漿潤(rùn)滑管壁，水泥砂漿不得泵入澆注混凝土倉(cāng)面，最后 泵送拌制的混凝土?；炷帘盟统跏紩r(shí)，應(yīng)慢速泵送，待泵送順利后，再用正常速度泵送。 混凝土泵送速度要均勻連續(xù)，必要時(shí)可降低混凝土的泵送速度。若停泵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)每隔 35min開(kāi)泵一次，防止料斗內(nèi)的混凝土沉淀離析?；炷吝\(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)放入混凝土輸送 泵前，必須檢測(cè)混凝土的和易性和坍落度是否滿足要求，若不能滿足要求，應(yīng)將該車混凝 土退回，嚴(yán)禁在施工現(xiàn)場(chǎng)或混凝土的運(yùn)輸過(guò)程中加水。 在運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的的混凝土發(fā)生離析時(shí)， 應(yīng)在澆筑前對(duì)混凝土進(jìn)行二次攪拌。當(dāng)確有必要調(diào)整坍落度時(shí)，嚴(yán)禁向運(yùn)輸車內(nèi)添加

17、計(jì)量 外用水，而必須在專職試驗(yàn)人員在卸料前加入適量的減水劑(應(yīng)對(duì)加減水劑的情況做好計(jì) 錄)，且加入減水劑后高速旋轉(zhuǎn)攪拌罐 90so機(jī)制砂混凝土應(yīng)采用分層連續(xù)推移的方式進(jìn)行 澆筑，澆筑時(shí)的自由傾落高度不得大于 2m,當(dāng)大于2m時(shí)，應(yīng)采用用筒、溜槽、導(dǎo)管等設(shè)施 輔助下落，用筒出料口距混凝土澆筑面的高度不宜超過(guò) 1m,以保證混凝土不出現(xiàn)分層離析現(xiàn) 象?；炷帘仨氃诔跄氨盟筒v固完畢，為了防止混凝土輸送泵在泵送過(guò)程中出現(xiàn)故 障致使結(jié)構(gòu)混凝土出現(xiàn)工作縫或冷縫，每次澆注懸灌箱梁混凝土前，必須鋪設(shè)兩條輸送管 路，配置兩臺(tái)輸送泵。(5)機(jī)制砂混凝土的振搗和養(yǎng)護(hù)按規(guī)定的工業(yè)和方式及時(shí)將混凝土均勻插搗密實(shí)，每

18、一振點(diǎn)的振搗時(shí)間宜為20-30S以混凝土不再沉落、不冒氣泡、表面平坦泛漿為度，防止過(guò)振、漏振。摻礦物摻合料混凝土振搗時(shí)，振搗后的混凝土表面不應(yīng)出現(xiàn)明顯的摻合料浮漿層。機(jī)制砂混凝土比碎坍落度的河砂混凝土易于液化離析，尤要避免過(guò)振。梁板施工適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土的搗固時(shí)間，如果有附著式振才設(shè)備，最好借助它，以增強(qiáng)混凝土的外表光潔度，減少表面氣泡?；炷琳駬v完成初步刮平后，應(yīng)及時(shí)對(duì)混凝土暴露面進(jìn)行覆蓋，防止表面水分蒸發(fā)，待暴露面混凝土初凝前，應(yīng)用抹子搓壓表面至少兩遍，使之平整后再次覆蓋。此時(shí)應(yīng)注意覆蓋物不能直接接觸混凝土表面，終凝后立即進(jìn)行水養(yǎng)護(hù)或潮濕養(yǎng)護(hù)階段。對(duì)于施工箱梁、T梁暴露構(gòu)件時(shí)尤要注意?；炷两K凝后的持續(xù)養(yǎng)護(hù)時(shí)間要滿足規(guī)范要求。機(jī)制砂特別是高石粉含量的機(jī)制砂混凝土比河砂混凝土在施工早期更容易發(fā)生塑性收縮和干燥