機制砂混凝土配合比設(shè)計需注意的事項

機制砂混凝土配合比設(shè)計需注意的事項機制砂為由機械破碎、篩分制成的，粒徑＜4.75mm的巖石顆粒，但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖的顆粒”；混合砂定義為“由機制砂和天然砂混合制成的砂。

一、機制砂的基本特性機制砂是利用當?shù)夭牧匣蛏a(chǎn)粗骨料的剩余料，用制砂機生產(chǎn)制得。因此，可以通過人為地控制、調(diào)整機制砂的細度模數(shù)、粒形和級配。機制砂是由機械破碎制成，其粒形多呈三角體或方矩體（有些片狀顆粒較多），表面粗糙，顆粒尖銳有棱角，這對骨料和水泥的粘結(jié)是有利的，但對混凝土的和易性不利，特別是對于強度等級較低的混凝土可引起嚴重泌水現(xiàn)象。機制砂目前基本為中粗砂，細度模數(shù)一般在2.8～3.5范圍，機制砂中＞2.36mm和＜0.15mm的顆粒偏多，而中間顆粒偏少（尤其是0.3mm～1.18mm），＜300μm顆粒太少，級配不合理，有時某一粒級斷檔，混凝土和易性變差。機制砂石粉是石料在經(jīng)除土處理后，加工機制砂過程中形成的粒徑<75μm的粉體物質(zhì)，其礦物組成和化學(xué)成分與被加工母巖完全相同，與泥粉的成分完全不同，適量的石粉可彌補機制砂配制混凝土和易性差的缺陷。但<75μm石粉太多，混凝土用水量可能增大，強度降低，收縮增大。對不同種類機制砂試驗對比，可以有效區(qū)分不同種類、不同產(chǎn)地、不同質(zhì)量的機制砂，為生產(chǎn)提供有效的數(shù)據(jù)支撐。（1）不同種類的機制砂壓碎值差別很大，混凝土生產(chǎn)時要分別堆放，區(qū)別使用。（2）不同種類的機制砂吸水率隨著砂的細度模數(shù)、石粉含量、含泥量的不同差異也較大，其石粉含量和含泥量越大吸水率也越大。（3）機制砂的細度模數(shù)大多在2.8以上，這一指標受到采石場、制砂廠加工工藝、篩網(wǎng)尺寸選擇、磨細成本影響。（4）機制砂的級配較差、曲線明顯偏離曲線Ⅱ區(qū)以外的，相同混凝土配合比相容性初始受粗顆粒影響流動性較好，經(jīng)時損失后受細顆粒物質(zhì)影響變化較大，不利于混凝土生產(chǎn)控制。

二、機制砂應(yīng)用從機制砂的選擇和使用來看，應(yīng)多了解各砂廠的原材料來源及質(zhì)量控制情況，通過試驗對質(zhì)量進行評估，確定量大且質(zhì)量穩(wěn)定的砂廠為主要供應(yīng)商。供應(yīng)緊張時，可采用其他砂廠砂與之復(fù)配使用，具體使用比例根據(jù)砂的質(zhì)量（細度模數(shù)、含泥量、級配）以及砂的供應(yīng)量來確定。改進人工采購模式，預(yù)防砂源質(zhì)量不可控，一車一樣，進場檢測、混凝土生產(chǎn)難度大。加強砂試驗、試配工作，多驗證不同含泥量砂的配合比，確定不可控的砂進一步嚴格控制。根據(jù)砂的質(zhì)量調(diào)整混凝土配合比，控制控制混凝土的工作性及強度。生產(chǎn)時，加強不同砂的檢測，如含泥量、含水率控制，保持水膠比在可控范圍內(nèi)波動。開盤根據(jù)測定的含水率及確定的搭配比例進行生產(chǎn)，生產(chǎn)時可以變動外加劑摻量使混凝土拌合物工作性滿足施工要求。（1）選用機制砂作為混凝土用砂，宜選用中砂，細度模數(shù)為2.6～3.0為宜；機制砂石粉中的亞甲藍值控制在MB值＜1.4，強度等級C50以上，亞甲藍值＜0.8；機制砂石粉含量控制在小于10%，低強度等級的混凝土，石粉含量可以控制在15%以內(nèi)；砂的吸水率應(yīng)控制在一定范圍不宜超過2%。（2）采用同一配合比，同一批次的水泥、粉煤灰和機制砂，將不同批機制砂作為變量進行對比分析，可以為生產(chǎn)提供有效的數(shù)據(jù)支撐。（3）混凝土生產(chǎn)過程中確保不同種類、來源的機制砂應(yīng)分開堆放，為方便生產(chǎn)控制，可采用兩種砂按照比例復(fù)配模式進行生產(chǎn)，做到質(zhì)量可控。（4）砂率、外加劑摻量實時控制，避免砂率調(diào)、外加劑用量大幅度調(diào)整造成混凝土拌合物泌水、離析、泵送困難。（5）現(xiàn)場混凝土技術(shù)人員進行交貨服務(wù)，對混凝土泵送狀況、混凝土澆筑過程、拆模養(yǎng)護過程及硬化后混凝土檢測分析評定進行全方位控制。

三、機制砂混凝土配合比設(shè)計機制砂混凝土配合比設(shè)計時應(yīng)根據(jù)所使用的原材料，考慮機制砂的吸水率，避免用水量選擇不準確造成混凝土生產(chǎn)時坍落度損失難以控制，以及生產(chǎn)中用水量超出設(shè)計值導(dǎo)致水膠比增加，混凝土強度降低。機制砂細度模數(shù)偏大或者質(zhì)量波動比較大時，可采用兩種砂復(fù)配使用，相互調(diào)節(jié)，確保兩種砂復(fù)配后的細度模數(shù)不超過3.0、顆粒級配曲線在中砂Ⅱ區(qū)范圍內(nèi)。機制砂混凝土配合比設(shè)計時應(yīng)考慮石粉變化，混凝土澆筑方式、運距等因素，防止出現(xiàn)拌合物異常情況，如，砂率稍小，混凝土容易出現(xiàn)離析、泌水，砂率偏大則表現(xiàn)粘性過大、流動性差。機制砂混凝土砂率和外加劑用量的設(shè)定應(yīng)有利于控制施工條件、運輸造成的混凝土拌合物工作性問題。機制砂混凝土配合比設(shè)計時，也要注意骨料級配的調(diào)整，降低空隙率，這一點對低強度等級混凝土的工作性更有利，合理的粗骨料級配可在一定程度上提高混凝土的強度。

四、兩種特殊的機制砂（1）山砂這種砂多以山皮石為原料進行破碎，由于長期風(fēng)化，表面泥含量比較多，破碎后不進行水洗，因含泥量嚴重超標，基本無法使用。山皮石生產(chǎn)的機制砂水洗后，造成細顆粒偏少，粗顆粒太多，單獨使用配制混凝土粘聚性、保水性差，易離析、泌水。風(fēng)化山砂的風(fēng)化顆粒含量超標，堅固性差，壓碎指標不合格，甚至用手可以掰開。再加上吸水量大，混凝土拌合物坍落度損失異常，難以控制，用水量超高，混凝土強度偏低一、兩個等級。使用山皮石機制砂生產(chǎn)的混凝土質(zhì)量控制難度大，不建議使用。迫不得已使用建議先試驗，再使用。（2）碎石廠石屑石屑是碎石生產(chǎn)的下腳料，受母巖影響較大。碎石生產(chǎn)設(shè)備的選用和是否整形對石屑的粒形影響明顯，一般存在粒形差，級配差，通常表現(xiàn)為“兩頭大、中間少”，配制混凝土難度大。碎石廠采用水洗工藝對石屑進行清洗，水洗的方式可以降低泥含量的危害，但也洗掉細顆粒使砂級配變差，同時沖洗時使用絮凝劑對混凝土生產(chǎn)的影響不容忽視，有時變得難以控制。石屑水洗以后成分依然復(fù)雜，即使亞甲藍MB值滿足要求，因外加劑的吸附不同，對混凝土的坍落度損失也是不同的，也應(yīng)該加強混凝土試驗，同時在混凝土運輸車上配備外加劑方便現(xiàn)場調(diào)