對“預拌機制砂混凝土技術規程”的解讀

陳寒斌，皮永誠，林維，陳普法

(1.中國人民解放軍后勤工程學院,重慶 400042；2.重慶市混凝土協會，重慶 400042；3.重慶鑫益成建筑材料有限公司，重慶 400042)

1 前言

《預拌機制砂混凝土技術規程》J11557—2010于2009年9月2日由重慶市建設委員會組成的專家組評審通過，并于2010年3月1日作為推薦性標準頒布實施。

這是國內首次實施的以機制砂作為單一細骨料用于預拌混凝土的技術規程。專家們在評審中認定：規程確定的機制砂石粉含量技術要求突破了現有國家標準和行業標準的有關規定。大量工程應用實踐證明，本規程確定的石粉含量限值科學、合理，對于保證單一機制砂生產預拌混凝土的質量，減輕石粉對環境的污染，提高應用效率均具有重要現實意義。

“預拌機制砂混凝土技術規程”的編制及實施，使機制砂的應用上了一個新臺階，也是預拌混凝土技術的一大突破。

重慶市之所以編制本標準是形勢所迫。重慶地區的天然砂，就是細度模數小于1.6的特細砂，隨著建筑業的迅猛發展，以及日益嚴格的環境保護要求，使特細砂的產量大幅減少，供應十分緊張，價格迅猛飆升，而且粒徑顯著減小。如2009年冬，特細砂的細度模數降至0.3～0.2，甚至更小。因此，用較粗機制砂與特細砂復配的混合砂，也無法滿足國標或行標的相關技術指標的要求。也就是說，重慶商品混凝土的生產遇到了極大的困難，無法保證攪拌站的正常生產。于是，在2007年重慶市混凝土協會組織專家論證，向市建委申請了用單一機制砂配制預拌混凝土的科研課題。

本規程的主要內容包括：原材料、配合比、生產、運輸、泵送、施工、質量要求與驗收、結構實體混凝土強度質量驗收、質量問題的處理等。技術規程的重點是機制砂的質量和所配制的混凝土性能控制。

2 機制砂的質量

根據重慶特點，本規程指的機制砂系指用制砂設備生產的顆粒狀的公稱粒徑小于5.00mm的石灰巖石顆粒，卵石機砂也可參照執行。

2.1 機制砂的級配

考慮到預拌泵送混凝土及機制砂與天然河砂的形成條件與表面特征不同，因此，砂的級配基本上采用中砂級配區，機制砂的細顆粒的含量略高一些，機制砂中通過0.315mm篩孔的顆粒含量不應少于15%。見表1。

表1 機制砂的級配

2.2 石粉的含量

機制砂中的石粉允許含量的多少是關系到機制砂混凝土的技術性能與資源如何充分利用的一對矛盾。編制組對石粉允許取值的指導思想是：確保混凝土質量的前提下，最大限度地對石粉資源有效利用，也利于減輕石粉對環境的污染。為此，在研究、分析了大量國內外的技術資料（包括相關標準）及國內相關企業的生產技術資料后，進行了相當數量的試驗論證。確定了機制砂的石粉允許含量的取值，見表2。

表2 機制砂中的石粉允許含量 %

表3 機制砂壓碎指標值

本規程在C30～C40的混凝土中與JGJ52—2006標準相比，石粉允許含量提高了3個百分點，在不大于C20混凝土中提高了4個百分點。它們在整個混凝土生產量中，將占到70%，甚至更高份額，這對石資源的充分利用與環境保護作用極為明顯。

2.3 機制砂的壓碎指標值也作了適當的調整

本規程與行業標準和重慶市地方標準機制砂壓碎指標值對比見表3。

3 預拌機制砂混凝土的技術性能

為了使本技術規程具有可操作性，在研究分析了國內外有關技術資料的基礎上，進行了機制砂的檢測與人工級配的試驗、混凝土配合比設計與試驗、混凝土彈性模量與軸心抗壓強度的試驗、混凝土抗滲性試驗、混凝土抗裂與收縮試驗。這些試驗結果，為“預拌機制砂混凝土技術規程”提供了相關的技術參數與編制依據。

3.1 預拌機制砂混凝土的配合比設計與試驗

預拌機制砂混凝土的配合比設計首先遵照“普通混凝土配合比設計規程”（JGJ55—2000）、“預拌混凝土”（GB/T14902—2003）、“混凝土泵送施工技術規程”（JGJ/T10—95）以上三個標準的有關技術規定。

但機制砂有其自身的特點，導致其混凝土配合比設計與普通混凝土不完全一致的地方，為了有效保證混凝土生產控制，因此在混凝土配合比設計中提出了主要技術參數的控制：

（1）機制砂的細度模數宜控制在2.4～2.8范圍內；

（2） 預拌機制砂混凝土的砂率宜控制在35%～45%范圍內；

（3）預拌機制砂混凝土拌合物的入泵坍落度宜控制在210±20mm范圍內；混凝土拌合物的擴展度不宜小于400mm。

以上技術參數，在通常情況下是應該也可以實施的。但某些工程由于受條件限制，不一定能達到，如經試驗證實，采取一定措施，對預拌機制砂混凝土質量不形成影響，也可以超越有關的技術參數，所以，本規程此處用了一個“宜”字。

3.2 預拌機制砂混凝土的配制

用細度模數為2.0、2.5、2.9分別配制的混凝土，均具有與普通混凝土一樣的齡期效應的規律性；7d、28d的混凝土抗壓強度與灰水比之間具有良好的線性相關性；機制砂混凝土的保水性、粘聚性優于普通混凝土，但混凝土的擴展度小于普通混凝土，其振動和易性與普通混凝土無大差異。

混凝土抗壓強度、軸心抗壓強度在水泥用量相同、坍落度相同的條件下，同齡期的機制砂混凝土、中砂混凝土、卵石機制砂混凝土無大差異。

編制組在強度試驗方面，試驗值僅達到了70MPa多一些的試驗數據，因此，本規程在總則中規定了混凝土強度等級適用于不大于C60的混凝土。

3.3 預拌機制砂混凝土的彈性模量

砂的細度模數基本相同的條件下，機制砂混凝土的彈性模量低于中砂混凝土、卵石機砂混凝土。即使如此，水泥用量在270kg/m3的條件下，機制砂混凝土的彈性模量達3.80×104MPa，能達到《混凝土結構設計規范》（GB50010—2002）的C80混凝土的規定值。

3.4 預拌機制砂混凝土的收縮性

機制砂混凝土的抗裂性能與機制砂的細度模數大小（在2.0～2.9范圍內）無明顯的關聯性。機制砂混凝土的收縮變形值，在水泥用量相同的條件下，均比中砂混凝土、卵石機砂混凝土要大一些。這就要求機制砂混凝土在澆筑完成后的振搗、抹面、養護等的施工工藝，必須嚴格執行國標有關規范、規程操作，尤其是養護工藝。

3.5 預拌機制砂混凝土的抗滲性

在低水泥用量（270kg/m3）條件下的機制砂混凝土的抗滲透性能優于中砂混凝土與卵石機制砂混凝土。

4 本技術規程的基本特點

（1）用機制砂作為單一細骨料來配制預拌混凝土，是國內第一部地方性技術標準，因為沒有經驗、沒有先例，因此在采用巖種方面、混凝土強度等級方面，給予了較嚴格的限制。隨著時間的推移、技術的發展、經驗的積累，相信在今后將會有所突破。

（2）因為機制砂的生產是規模化、工業化生產，而且是作為商品出售的，因此，要求機制砂生產企業應建立與規模相適應的質量檢測體系，這顯然與地材的天然砂，在管理體系上有所區別，即上升了一個臺階。

（3）本規程強調了技術質量的管理層面。如本技術規程的第7章的技術協作、第3章、第11章等某些條款。這是由于技術必須通過管理才能得到落實，這里也蘊含了重慶市目前施工隊伍素質參差不齊的因素。

（4）重慶市混凝土工程程序基本上是混凝土澆筑前是由預拌混凝土生產企業承擔，混凝土澆筑后是由施工單位承擔的。而結構實體混凝土強度質量是施工單位加入了不少施工元素，這些元素對結構實體混凝土強度將會產生影響，有時產生明顯影響，為此，單獨立了一章，以區別于以往的一些標準與規程。

（5）由于某些原因，如試模的質量、試件的制作、養護等不到位，形成試件質量檢驗不合格的情況時有發生，但這并不表示該混凝土質量就是不合格。因此本規程制定了第11章的“質量問題的處理”。