關于山區機制砂在高性能混凝土中的運用

摘 要：混凝土作為現代社會建筑行業最大的施工材料，在建筑施工中占據重要的地位，其中砂作為混凝土的主要原料之一，主要包括了天然砂和機制砂兩種，本文針對機制砂的特性以及種類，研究機制砂在高性能混凝土中的應用，對混凝土的合理利用具有重要意義。

關鍵詞：機制砂；高性能；混凝土；

文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-07-00-02

隨著我國基礎建設的發展，以及對環境保護的逐漸重視，現存的天然砂已經不能滿足現代施工的要求，機制砂已經成為今后建筑施工的重點，因此，研究機制砂在高性能混凝土中的應用，研究其配合比，以及石粉含量對高性能機制砂混凝土性能的影響等，對提高混凝土的應用性能具有重要作用。

一、機制砂的特性

機制砂是經過機械破碎、篩分制砂形成的，它的粒徑一般小于5毫米，一般不包括風化巖石顆粒、軟質巖等，它的主要特點是含有一定量的石粉，顆粒配比比較穩定，大多數呈現出三角體或者方矩形，具有尖銳的棱角，表面也十分粗糙。機制砂由于自身特殊的性質，在相同條件下，與天然砂相比，具有坍落度較小，強度增強的特點，根據機制砂的特點進行配比設計時，可以根據機制砂的砂率，利用機制砂中的石粉，可以配出和易性比較好的混凝土。

由于機制砂的生產礦源、加工機制，以及設備工藝等都不同，因而生產出來的砂粒型、級配都存在很大的差別，比如有的機制砂顆粒級配為兩頭大中間小，有的片狀的顆粒比較多，但是只要這些顆粒都能滿足機制砂的技術指標，都可以將其應用在混凝土的結構中。此外，機制砂在配置添加劑的混凝土時，對于外加劑的反應比較大，同時，機制砂在配制高強度的泵送混凝土時，在泵送的過程中也不易堵泵。因此，合理利用機制砂的特性，對于更好地配置高強度、高性能的混凝土具有重要意義。

二、機制砂構成混凝土的種類

（一）機制砂抗擾動混凝土：機制砂擾動混凝土是迎合現代交通發展需求的新型混凝土，它可以充分保障在不中斷交通的情況下，對橋面等進行大面積的鋪裝和澆筑。主要具有以下幾個方面的特點，首先是它具有很高強度的抗裂性，而且不容易出現分層離析的現象，新澆筑的與基層的混凝土以及鋼筋具有良好的粘接力，能夠使得機制砂抗擾動混凝土，在常見的修補工程中，具有很強的耐久性和實用性。其次，它還具有高抗交通擾動性，可以最大限度地削弱由于人工或者車輛引起的各種破壞，而且這種機制砂混凝土的凝結時間比較快，能夠大大地縮短工期。

（二）鋼管拱自密實混凝土：鋼管拱自密實混凝土也是機制砂構成混凝土結構中，一個重要的發展方向，它主要是由一種比較合理的配合比設計而成，具有很高的流動性，而且抗離析的能力比較強的特種混凝土，憑借其優異的性能，目前已經被廣泛應用到了各個領域。鋼管拱自密實混凝土主要是，將混凝土填入薄壁鋼管拱內部，然后形成一種位于鋼筋混凝土和鋼結構之間的新型組合材料，使得鋼管拱與混凝土之間形成互補的剛度，在施工時能夠發揮強有力的作用。

（三）機制砂水下抗分散混凝土：天然砂配置而成的普通混凝土，在水環境下比較容易受到水的沖洗和稀釋，進而造成各種組分的流失，使得水泥漿也大面積破壞，在一定程度上降低了混凝土的強度，進而影響了工程的質量。由機制砂形成的水下抗分散混凝土，能夠在水下施工時，具有抗分散、不離析、安全無毒的特點，最大限度地保護自然環境，同時，這種混凝土結構的使用壽命和質量，也與水下的施工技術分不開。

（四）機制砂自密實片石混凝土：機制砂自密實片石混凝土結構比較復雜，它主要是將一定粒徑的大石塊放入施工倉中，然后經過一系列的加工之后，形成具有空隙的片石體，然后對其進行澆注，將混凝土充分地填充片石空隙，制成完整密實的機制砂混凝土結構。這種混凝土使用了大量的粉煤灰和片石，能夠充分降低水化熱，同時也減少了水泥的用量，對于片石的摻加，可以利用機械進行，不進行一系列的搗注過程，能夠有效地縮短施工的時間，提高施工效率。

三、機制砂在高性能混凝土中的應用

（一）混凝土T梁生產中的應用：T梁作為橋梁上部的主要結構，對于其配比標準十分嚴格，比如要考慮碳化、彈性模量的影響等，對于砂率的配比不允許過大，在預應力梁的設計上，不能使用粉煤灰。在其配比中，要充分考慮以下因素，首先，對于高性能機制砂混凝土強度的研究，經過研究發現，當混凝土中的石粉含量為3.5%時，混凝土的抗壓強度會隨著時間的增加，而逐漸顯示出耐壓性，在早期時，石粉含量為7%的混凝土強度高于3.5%的混凝土，但是在后期就增加較慢，耐壓性弱于3.%的混凝土。

其次，混凝土在T梁生產中的應用，彈性變形也是混凝土的重要力學特性，在計算混凝土的結構中，常常應用彈性模型來衡量混凝土的彈性變形程度。經研究發現，影響混凝土彈性模型的因素主要有三種，第一種是混凝土拌合物中的粗骨料用量，用量越大混凝土的彈性模型也越高；第二種是混凝土中砂漿的空隙率，當這種空隙率越低時，彈性模量也越高；第三種是粗骨料與水泥漿體之間的過渡區，其中水灰比、養護時間以及溫度濕度等，都影響著過渡區各種集料與水泥漿體之間的化學反應。

在施工控制上，要從原材料的進場開始，嚴格確保每項技術的指標都符合規范要求，比如在進行拌和時，要根據具有的配合比進行嚴格的計算，將塌落度控制在5～8cm，同時使用附著式振搗器，在振搗的過程中，同時使用振搗器進行振搗。經過實驗發現，機制砂混凝土的強度要比天然河砂混凝土的強度高出1.5 Mpa，而且具有較好的和易性，使得梁外觀以及質量等效果都比較顯著，在T梁生產中具有重要的作用。

（二）混凝土橋梁墩身生產中的應用：混凝土橋梁墩身生產中的應用，要充分考慮機制砂混凝土的強度以及各種試配結構，在經過一系列的數據對比和分析之后，得出以下結論，在相同的實驗條件下，機制砂混凝土的強度要比河砂高出7～8Mpa，而且水泥對于JF-2外加劑的適應性比較強，同時，當機制砂的含粉量低于10%的時候，混凝土是否水洗對于混凝土的強度帶來的影響不大。在施工中，將機制砂和河砂按照1：1的配比進行配置后，其強度與機制砂相同，但是在拌和時，其和易性要比單獨使用河砂配置混凝土的強度要高。

橋梁墩身對于混凝土的質量要求比較高，不僅要求混凝土具有一定的強度和耐久性，更要具有良好的工作性，以及可泵性，因此，原材料的選擇和配合比的設計，是保障這些要求的最基本特性。這就要求機制砂拌和物，在泵送輸送管道中，不離析、不堵管，而且產生的摩擦力要小，粘聚性要好，這樣可以提高可泵性技術的成功率，使得混凝土的內聚性增強，減少流動的阻力。在具體的應用過程中，還可以摻加適量的引氣成分，優化配比的參數，根據最緊密的堆積理論，使得混凝土的堆積密度達到最大，提高混凝土的工作性能。

四、總結

機制砂在高性能混凝土中的應用十分廣泛，本文針對機制砂的性能展開探討，同時從機制砂抗擾動、水下抗分散、自密實片石混凝土等幾個方面，對機制砂混凝土的種類進行分析，最后從混凝土T梁生產、混凝土橋梁墩身生產兩個方面，對機制砂在高性能混凝土中的應用進行了介紹，以期能夠不斷優化機制砂混凝土的結構，促進建筑行業的發展。

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