機制砂在混凝土中的應(yīng)用

1、 機制砂在混凝土中的應(yīng)用 摘要：本文主要闡述了機制砂在混凝土中的應(yīng)用，通過相關(guān)的試驗分析，總結(jié)出了機制砂的特點和機制砂對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)的機制砂的技術(shù)要求，驗證了機制砂的可行性。 關(guān)鍵詞：機制砂 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50多公里，為雙向6車道高速公路，設(shè)計時速100公里/小時，橋隧占路線總長的60%。項目管段內(nèi)的隧道圍巖為微風(fēng)化凝灰?guī)r，抗壓強度高，是生產(chǎn)機制砂、碎石的理想母材，生產(chǎn)的機制砂和碎石的各項指標均滿足公路工程 水泥混凝土用機制砂JT/T819-2011和公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG/T F

2、502011技術(shù)指標要求.本項目位于莆田仙游境內(nèi)，天然河砂資源匱乏；附近無天然河砂，當?shù)亟ㄔO(shè)項目使用河砂均從遙遠的福州、泉州等地運來，運距遠、價格高，無法保證本項目的需要，按標準化生產(chǎn)的機制砂級配合理，拌制的砼和易性好且強度高，機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)境問題，還降低了混凝土成本。一機制砂的利用趨勢 機制砂又叫人工砂，是巖石經(jīng)除土開采、機械破碎、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)展和對建筑工程質(zhì)量的重視,建筑市場用砂數(shù)量越來越大,質(zhì)量上要求越來越高,而合格的 天然砂資源卻越來越少，

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

4、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，天然中砂細度模數(shù)多為2.53. 0，級配較好，對混凝土的工作性十分有利，機制砂的顆粒級配稍差，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，機制砂的缺點可以通過選擇合適的碎砂設(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克服。機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. 0160.

5、 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、細砂的空隙之間，增強機制砂混凝土的工作性。 加強機制砂的級配、石粉含量和壓碎指標的抽檢頻率,進一步保證機制砂的質(zhì)量；機制砂在生產(chǎn)過程中，為能除去大部分石粉，往往將30以下顆粒清除了大部分，從而造成機制砂顆粒級配不好，細度模數(shù)偏大的問題，加之機制砂棱角多，表面粗糙，單獨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行摻配，以填充顆粒級配的中間部分，使機制砂細度模數(shù)和級配符合規(guī)范要求。 三機制砂在混凝土中的應(yīng)用普通混凝土及高強度泵送混凝土均可采用機制砂配制，在嚴格控制原材料質(zhì)量和嚴格按照配合比施工的前提下，

6、配制的機制砂混凝土可以保證混凝土的和易性、流動性、可泵性、強度、抗?jié)B等性能，同時還可保證混凝土不開裂。1.機制砂混凝土的原材料 （1）水泥應(yīng)符合通用硅酸鹽水泥（GB175)、道路硅酸鹽水泥應(yīng)符合道路硅酸鹽水泥（GB13693)的規(guī)定；C30及以下混凝土宜選用32.5級水泥，C35C45宜用不低于42.5級水泥；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，其強度富余系數(shù)宜大于1.15，水泥的初凝時間不早于45min,終凝時間不宜晚于10小時，水泥剛出廠時有一定熱量，則需存放二至三天，避免水泥溫度過高引起坍落度損失較快。 （2）粗集料應(yīng)選用應(yīng)選用級配合理，粒形良好、母巖強度大于混凝土設(shè)

7、計強度的1.5倍的質(zhì)地均勻、堅固、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中級和級以上碎石的規(guī)定。 （3）路面混凝土用機制砂應(yīng)符合公路水泥混凝土用機制砂JTJ819-2011和公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范JTG F30中級以上（含級）砂的規(guī)定,機制砂的細度模數(shù)宜控制在2.83.8范圍；當采用的機制砂級配不符合要求，或配制的混凝土和易性不能滿足設(shè)計要求時，宜考慮采用機制砂與適宜細度模數(shù)的天然砂按一定比例摻配的混合砂，或外摻粉煤灰來改善

8、機制砂的級配和細度模數(shù)，以滿足不同要求的混凝土；不應(yīng)簡單的通過堆積密度或空隙率的大小來判斷機制砂級配的好壞，因為機制砂一般級配不良，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及以下混凝土用機制砂應(yīng)符合級砂的規(guī)定,石粉含量宜控制在10%(MB<1.4時),壓碎指標<30%;配置C35-C45混凝土用機制砂應(yīng)符合級砂的規(guī)定,石粉含量宜控制7%(MB<1.4時),壓碎指標<25%，機制砂中含有5%10%的石粉,宜作為改善普通中低強度特別是泵送中低強度機制砂混凝土和易性的手段,配制的混凝土強度等級越低、流動性越大，機制砂石粉含量宜控制越高。 (4)機制

9、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級以上（含級）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?；郀t礦渣粉的規(guī)定，水泥混凝土路面的機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中級和級以上粉煤灰的規(guī)定，摻合料必須品質(zhì)穩(wěn)定、來料均勻且來源穩(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)合外加劑，外加劑應(yīng)符合混凝土外加劑GB8076、聚羧酸系高性能減

10、水劑JG/T223和公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTGTF50-2011的規(guī)定。由于機制砂較河砂表面粗糙的多，比表面積相對來說大很多，會吸附一部分減水劑，導(dǎo)致減水劑的實際減水率無法達到，從而間接的導(dǎo)致用水量增加，強度降低，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混凝土用水標準的規(guī)定。 2.機制砂混凝土的性能 （1）機制砂混凝土配合比設(shè)計應(yīng)符合普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程JTJ55-2011，在普通混凝土組分的基礎(chǔ)上，按機制砂的特點進行混凝土配合比設(shè)計，通過合理利用機制砂中的石粉，調(diào)整機制砂的砂率，再摻入緩凝高效減水劑、粉煤灰

11、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、強度和耐久性高的混凝土。機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；機制砂普通混凝土砂率應(yīng)根據(jù)機制砂自身細度模數(shù)、顆粒級配、石粉含量，并按所選水灰比及碎石最大粒徑通過試驗確定，如機制砂的石粉含量或細度模數(shù)、級配發(fā)生變化，應(yīng)及時進行砂率調(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)先選用類砂，當采用類砂時，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；當采用類砂時宜適當降低砂率；對于泵送混凝土宜選用中砂機制砂配制混凝土的和易性對用水量的改變和砂率的變化很敏感：在配合比設(shè)計和調(diào)整時應(yīng)充分考

12、慮機制砂級配不良、砂率選擇不當、用水量偏高、減水劑摻量過高，易造成機制砂混凝土在出機、卸料過程中離析、振后易泌水。在水灰比和砂率等相同的條件下，機制砂混凝土坍落度要小于河砂混凝土，機制砂比天然河砂需水量增加510Kg/m3，機制砂混凝土的容重比相應(yīng)的天然河砂混凝土高約2040Kg/m3，用機制砂配制的混凝土比天然河砂配制出的混凝土強度略高；機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性，增強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；機制砂混凝土預(yù)制的T型梁靜載同樣滿足河砂混凝土預(yù)制的T型梁的靜載試驗。 (2)機制砂混凝土的拌制 拌制混凝土前，試

13、驗人員必須實測砂及碎石的含水率，按照實測的數(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格按照試驗室發(fā)出的配料單及配料工藝順序進行配料，混凝土攪拌站控制系統(tǒng)即自動計量系統(tǒng)要定期進行標定，每班在使用前要檢查一次，確保計量準確，計量最大偏差不得超過：水泥、粉煤灰、水為±1，粗細骨料±2，減水劑±0.5；在混凝土拌制過程中，試驗人員隨時注意檢測砂石的含水率，以便及時調(diào)整混凝土配合比。機制砂混凝土只有采用大型攪拌站或強制式攪拌機攪拌，不得使用自落式攪拌機拌制，攪拌時間應(yīng)比天然河砂混凝土延長2060s,可控制在90150s,機制砂高性能混凝土宜取上限范圍，攪拌設(shè)備和攪

14、拌時間影響機制砂混凝土質(zhì)量的一個重要因素。機制砂混凝土原材料的投料順序宜為：粗集料、細集料、水泥、礦物摻合料投入（攪拌約30s）、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）機制砂混凝土的運輸 混凝土采用攪拌運輸車運輸，根據(jù)運距長短配置適量的混凝土運輸車，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。保證在混凝土運輸過程中保持均勻性，運到澆筑地點時不分層、不離析、不漏漿，并具有要求的坍落度和含氣量等工作性能 ,由于機制砂的飽水性比較差,受外界影響,機制砂的含水量就會不均勻,這對混凝土的和易性

15、、塌落度和質(zhì)量等影響都比較大,最好采用混凝土罐車運輸?；炷翑嚢柽\輸車在運輸途中，拌筒以13轉(zhuǎn)min速度不停地進行攪動，運到現(xiàn)場卸料前應(yīng)使拌筒攪拌12min后再卸料?；炷涟韬衔镞\輸時間限值（min）氣溫（）無攪拌運輸車有攪拌運輸車20<T30306010<T2045755T106090 （4）機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，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，泵機先試運行。保證正常后泵送清水濕潤管壁，并檢查是否有滲漏，有滲漏時應(yīng)及時處理。無滲漏再泵送與混凝土同標號的水泥砂

16、漿潤滑管壁，水泥砂漿不得泵入澆注混凝土倉面，最后泵送拌制的混凝土?；炷帘盟统跏紩r，應(yīng)慢速泵送，待泵送順利后，再用正常速度泵送?；炷帘盟退俣纫鶆蜻B續(xù)，必要時可降低混凝土的泵送速度。若停泵時間過長，應(yīng)每隔35min開泵一次，防止料斗內(nèi)的混凝土沉淀離析。混凝土運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場放入混凝土輸送泵前，必須檢測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，嚴禁在施工現(xiàn)場或混凝土的運輸過程中加水。在運至現(xiàn)場的的混凝土發(fā)生離析時，應(yīng)在澆筑前對混凝土進行二次攪拌。當確有必要調(diào)整坍落度時，嚴禁向運輸車內(nèi)添加計量外用水，而必須在專職試驗人員在卸料前加入適量的減水劑（應(yīng)對加減水劑的情況做好

17、計錄），且加入減水劑后高速旋轉(zhuǎn)攪拌罐90s。機制砂混凝土應(yīng)采用分層連續(xù)推移的方式進行澆筑，澆筑時的自由傾落高度不得大于2m,當大于2m時，應(yīng)采用串筒、溜槽、導(dǎo)管等設(shè)施輔助下落，串筒出料口距混凝土澆筑面的高度不宜超過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，配置兩臺輸送泵。 （5）機制砂混凝土的振搗和養(yǎng)護按規(guī)定的工業(yè)和方式及時將混凝土均勻插搗密實，每一振點的振搗時間宜為20-30s,以混凝土不再沉落、不冒氣泡、表面平坦泛漿為度，防止過振、漏振。摻

18、礦物摻合料混凝土振搗時，振搗后的混凝土表面不應(yīng)出現(xiàn)明顯的摻合料浮漿層。機制砂混凝土比砼坍落度的河砂混凝土易于液化離析，尤要避免過振。梁板施工適當延長混凝土的搗固時間,如果有附著式振搗設(shè)備,最好借助它,以增強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)及時對混凝土暴露面進行覆蓋，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。此時應(yīng)注意覆蓋物不能直接接觸混凝土表面，終凝后立即進行水養(yǎng)護或潮濕養(yǎng)護階段。對于施工箱梁、T梁暴露構(gòu)件時尤要注意?；炷两K凝后的持續(xù)養(yǎng)護時間要滿足規(guī)范要求。機制砂特別是高石粉含量的機制砂混凝土比河砂混凝土在施工早期更容易發(fā)生塑性收縮和干燥收