預拌機制砂混凝土不同于預拌天然砂混凝土質量控制措施及生產施工過程應采取的關鍵技術措施

杜朝陽

(惠安縣建設工程質量監督站　福建泉州　362100)

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預拌機制砂混凝土不同于預拌天然砂混凝土質量控制措施及生產施工過程應采取的關鍵技術措施

杜朝陽

(惠安縣建設工程質量監督站福建泉州362100)

機制砂因表面粗糙，棱角多，顆粒級配較天然砂差，導致機制砂混凝土的和易性較差，容易引起混凝土的外觀缺陷，需采取各種有效的措施來解決這些質量問題。文章通過參與編制福建省《預拌機制砂混凝土生產及施工技術規程》(DBJ/T13-116)編制過程中的有關試驗結果，比較分析了機制砂、天然砂混凝土生產及施工中有關技術措施，針對機制砂的特性，羅列出該規程中機制砂混凝土有別于天然砂混凝土的質量控制措施,以及在生產施工過程應采取的關鍵技術措施。

機制砂;預拌機制砂混凝土;石粉含量;養護;質量控制

0　引言

經除土處理，由機械破碎、整形、篩分制成的，粒徑小于4.75mm的母巖為花崗巖、石灰巖的巖石、礦山尾礦顆粒，但不包括軟質、風化的顆粒，叫機制砂。采用機制砂為主要細集料配制而成的預拌水泥混凝土，叫預拌機制砂混凝土。機制砂混凝土的拌制、運輸、澆筑、振搗、養護、拆模等施工要求與天然砂混凝土施工基本相同，但受機制砂特性的影響，其原材料質量控制、混凝土配合比設計、生產及施工過程質量控制措施與天然砂混凝土又有不同的方面。

1　原材料質量控制措施

機制砂的品質決定混凝土的質量，直接影響建筑工程的質量。機制砂使用單位應根據國家現行有關標準規范的要求對進場機制砂進行復驗，復驗不合格的機制砂不得使用。機制砂所包含的石粉含量、母巖強度及壓碎值指標、吸水率等都會對機制砂混凝土有關性能造成影響，在使用中尚須進行嚴格控制。

1.1石粉含量控制

機制砂中粒徑小于0.075mm的顆粒含量稱為石粉。機制砂由于是由機械破碎制成，其顆粒尖銳有棱角，表面粗糙，有利于提高骨料與水泥的結合力，但對混凝土的和易性是不利的。機制砂中因存在有適量的石粉，則彌補了這一缺陷。石粉與機制砂成分相同，在混凝土中主要起微集料作用，可補充混凝土中缺少的細顆粒，機制砂中適量石粉的存在，增加了固體表面積對水的比例，保水性增強，泌水情況得到改善，改善了混凝土和易性，提高了混凝土的密實性和耐久性。但當石粉含量超過一定限度時，隨著石粉含量的增加，混凝土拌合物用水量增加，拌合物變得干稠，也將導致混凝土開裂和強度降低。

為了研究機制砂石粉含量對混凝土性能影響程度，規程編寫時，由兩家參編單位選用MB<1.4，石粉含量分別為0、5%、7%、10%、13%左右經整形的機制砂配制C25、C35、C45、C60的泵送混凝土，分別測試不同石粉含量的機制砂對混凝土拌合物性能、混凝土力學性能及混凝土耐久性能的影響。試驗結果表明: 在混凝土拌合物工作性能方面，石粉含量為5～10%時，強度等級C35及以下的混凝土工作性能較好，石粉含量為7%以下時，強度等級C35以上的混凝土工作性能較好;在混凝土力學性能方面，強度等級為C25、C35的預拌機制砂混凝土抗壓強度峰值出現在石粉含量為7%左右，而高強度等級C60的預拌機制砂混凝土抗壓強度峰值在石粉含量為5%左右;在混凝土耐久性能方面，覆膜及噴涂養護劑養護方法能有效的減輕混凝土開裂現象，石粉含量為7%時混凝土抗裂性能較好; 在抗滲性能上，一定范圍內的石粉含量能提高預拌機制砂混凝土的抗氯離子滲透性能和抗水滲透性能，但當石粉含量超過10%范圍時，抗滲性能有所下降。因此，機制砂生產過程中應進行除塵處理保證石粉含量能符合表1的規定。

表1　機制砂中石粉含量

1.2機制砂的母巖強度及壓碎值指標控制

鑒于機制砂的母巖強度及壓碎值指標會直接影響到混凝土的力學性能和耐久性能，機制砂的壓碎值指標及機制砂母巖的強度限值應符合表2的規定。

表2　機制砂壓碎值指標及生產機制砂母巖的強度限值

1.3吸水率、含水率控制

控制機制砂吸水率是控制混凝土水膠比和拌合物工作性能的主要措施之一，機制砂吸水率不宜大于3%。當含水率過高時，堆積的機制砂易出現含水率分層現象較為嚴重(即底部含水率明顯大于頂部)，對混凝土拌合物性能影響較大，從而影響混凝土質量，進廠的機制砂含水率不宜大于8%。

1.4機制砂外形質量控制

在相同公稱粒徑情況下，未經整形的細長狀顆粒相對于經過整形處理后方圓狀顆粒的比表面積大，在達到相同膠砂稠度時需要裹覆的水泥凈漿多，經過整形制得的機制砂，能節省機制砂混凝土中的水泥用量，能較好的改善機制砂混凝土的拌合物性能和物理性能。編制組為了研究機制砂粒型對混凝土性能的影響，組織了兩家參編單位分別對該影響因素進行試驗，試驗結果均表明經整形機制砂混凝土總體性能優于未整形機制砂混凝土的性能。

2　配合比設計控制與調整

預拌機制砂混凝土在滿足工程設計和施工要求的條件下，應遵循低水泥用量、低用水量和低收縮性能的原則來設計混凝土配合比。

機制砂細度模數對混凝土的工作性能和強度均存在顯著影響，使用機制砂拌制混凝土時，機制砂細度模數如太大則粗顆粒太多，級配不合理，和易性變差，如太小則細粉過多，需水量大，水泥用量增多，混凝土強度低，比較合適的細度模數范圍應為2.3～3.2。為保證預拌機制砂混凝土的和易性，應適當提高其砂率。采用中砂時，預拌機制砂混凝土砂率宜比天然砂混凝土砂率增大1%～2%；采用粗砂時，預拌機制砂混凝土砂率宜比天然砂混凝土砂率增大3%～5%。

為了解機制砂與天然砂配制的混凝土之間的差異，編制組進行了對比試驗。試驗結果表明：由于機制砂表面粗糙，需水量大，同強度等級的預拌機制砂混凝土拌合物的初始坍落度基本上均小于天然砂。因此，為了保證機制砂混凝土的施工性能，在配制預拌機制砂混凝土時，在水膠比不變的情況下，每立方混凝土用水量應適當增加5～10kg。為避免由于機制砂混凝土用水量提高而增加水泥用量，機制砂混凝土的配制宜摻用適量減水劑。

預拌機制砂混凝土生產企業試驗室應根據骨料含水率的變化及反饋的混凝土動態質量信息，及時對配合比進行調整。

3　生產、施工過程質量控制關鍵技術措施

機制砂混凝土早期失水速率較快，收縮變形大而易產生微裂縫，這就要求機制砂混凝土在原材料計量、攪拌、拌合物運輸、澆筑、振搗、養護等各個環節均應措施到位，除應嚴格執行天然砂混凝土的有關施工要求外，更要制定嚴密的施工技術方案并采取以下關鍵技術措施，重點保證結構實體混凝土不產生裂縫等外觀質量缺陷。

機制砂混凝土應采用強制式攪拌機拌制不得使用自落式攪拌機。鑒于機制砂顆粒表面粗糙、多棱角、顆粒級配波動較大，其混凝土的粘稠度較大，因此其攪拌時間應比天然砂混凝土適當延長，有效提高機制砂混凝土拌合物均勻性，延長時間可通過勻質性檢驗結果來確定。

3.2混凝土運輸

為保證混凝土在運輸過程中保持均勻性，運到澆筑地點不分層、不離析、不漏漿，機制砂混凝土應使用混凝土攪拌運輸車運輸，不得采用機動翻斗車運輸。運至現場的混凝土因各種原因確需調整混凝土坍落度時，可在專職技術人員指導下，在卸料前加入減水劑并高速旋轉攪拌罐。嚴禁在運輸過程和混凝土施工現場加水，混凝土必須在初凝前泵送并振搗完畢。

3.3混凝土澆筑

混凝土澆筑時，應接近澆筑地點連續均衡布料，盡量選擇氣溫較低時澆筑。經多個工程實踐證明，考慮到預拌機制砂混凝土和易性差些，澆筑豎向構件預拌機制砂混凝土時宜分層均勻布料，其分層厚度由天然砂混凝土規定的500mm減小到300～400mm較為合理，可有效保證密實度；并且剪力墻澆筑時水平方向按每間隔20延長米留設施工縫，可最大限度降低墻體表面出現豎向收縮微裂縫。深600mm以上的梁至少分2層及以上進行澆筑，每300～400mm分層較為合理，以保證梁混凝土能夠振搗到位、密實；對于分層澆筑的大體積混凝土，分層厚度由天然砂混凝土規定的500mm減小到400mm較為合理，以便加快混凝土散熱速度。在相對濕度較小、風速較大的環境條件下，應采取場地噴水、噴霧、擋風等措施，并應避免澆筑有較大裸露面積的構件。

3.4混凝土振搗

混凝土振搗時，當混凝土拌合物表面出現泛漿，基本無氣泡逸出，可視為搗實。預拌機制砂混凝土的流動性、包裹性比天然砂混凝土差些，易泌水，尤其要注意避免過振產生離析。

經多個工程實例實踐證明，預拌機制砂混凝土移動間距、時間應比天然砂混凝土適當縮小些：豎向及厚度大于200mm構件的振搗間距，從天然砂混凝土要求的“振搗器有效半徑的1.5倍，移動間距400mm，每次振搗時間20～30s”適當調整為“振搗器有效半徑的1.2～1.5倍，移動間距300～400mm，每次振搗時間15～20s”，震動棒“快振密插”，振搗后的混凝土密實不分層。較薄的平面結構采用平板振動器進行表面振搗，可以保證振搗到位。實踐證明，為提高平面結構構件混凝土振搗效果，可在覆膜養護前使用提漿機進一步壓實，以提高混凝土密實度。

垂直測量系統的原理如圖1.兩個相距一定距離的水平光柵和豎直光柵通過透鏡投影成像到被測物體表面，CCD通過半透半反鏡在同光軸方向采集被物體調制的正交光柵圖像.

3.5加強混凝土養護

養護是水泥水化及混凝土硬化正常發展的重要條件，對保證混凝土質量至關重要，在充分濕潤養護的情況下，水泥的水化作用可達到最大，保證澆筑的混凝土處于有利于硬化的濕度環境中，使硬化后的混凝土具有必要的強度和耐久性。為控制機制砂混凝土強度的正常發展和減少收縮，應及時進行保濕養護，并按下列規定執行。

3.5.1養護的方法

(1)平面構件表面拉平抹壓后，應及時覆蓋封閉其所有裸露面，并保持濕潤狀態；

(2)地下室和上部結構柱、墻混凝土帶模養護時間不得少于3d,帶模養護結束后，應采用有效養護方式繼續保濕養護。剛度很大的地下室會對與之相連的底層墻柱產生很大的約束，從而極易造成結構豎向裂縫的產生，對這部分結構增加帶模養護時間是必要的，預拌機制砂混凝土養護的水化量比預拌天然砂混凝土稍大些，上部結構增加一些帶模養護時間也是必要的。

3.5.2養護的具體措施

混凝土養護可采取薄膜覆蓋、噴涂養護劑、覆蓋土工布、噴霧、蓄水等方式，具體養護方式應根據現場條件、環境溫濕度、構件特點、技術要求、施工操作等因素確定。

2014年6月～9月，編制組在泉州地區某工程現場進行施工工藝及養護方式對預拌機制砂混凝土裂縫的影響現場實體試驗，養護方式為“薄膜覆蓋養護”、“噴涂養護劑養護”、“灑水養護”3種，試驗部位位于2#樓18、19、20層梁板，分3階段(層)分別進行實驗；每階段(層)按伸縮縫分為3區，每區分成3塊，每塊100多平方米，每區、每塊分別按 “薄膜覆蓋養護”、“噴涂養護劑養護”、“灑水養護”3種不同養護方式交替養護，每種養護方式均經歷上午、下午、晩上3個時段，進行了養護效果對比。試驗結果表明：a.養護方式對裂縫控制影響較大：“薄膜覆蓋養護”方式效果最佳，基本未見裂縫； “噴涂養護劑養護”、“灑水養護”方式均出現一些不規則微裂縫；“噴涂養護劑養護”方式比“灑水養護”方式出現的裂縫較少一些，裂縫控制情況略好。b. 下午15∶00之前高溫時段澆筑的混凝土出現的裂縫較多; 下午15∶00之后澆筑的混凝土出現的裂縫較少。多個工程實例實踐證明，對于預拌機制砂混凝土澆筑面應優先選用覆膜養護的方式，具體措施如下:

(1)高溫季節、大風、日照較強等環境中混凝土振搗完畢后10～20min，應使用木拖板縱橫向兩次拉平后，立即用塑料薄膜覆蓋，混凝土全部表面應覆蓋嚴密，并應保持膜內有凝結水，可以預防混凝土早期失水和被風吹水分蒸發，是比較好的養護措施。實踐證明，如待到混凝土表面泌水停止后覆蓋薄膜，或薄膜掀開重新覆蓋，薄膜很難再有效覆蓋，養護效果顯著下降。混凝土澆筑完畢終凝24h后，構件薄膜覆蓋養護層表面應噴霧灑水，保證構件薄膜覆蓋、搭接薄弱處保濕充分。

(2)覆膜養護有困難的結構構件，在混凝土初凝后30min內，應先使用木抹2次搓平，并立即在混凝土裸露表面噴涂養護劑進行養護，養護劑應均勻、致密、縱橫向兩次噴涂在構件表面，不得漏噴；養護劑依靠致密的薄膜養護層，封住混凝土表面阻止水分蒸發，達到混凝土養護目的。混凝土終凝24h后，養護劑涂層表面應噴霧灑水保濕養護。

(3)墻、柱、梁等混凝土構件帶模養護結束后，應先在混凝土構件表面噴霧灑水，并立即采用薄膜包裹或噴涂養護劑的養護方式繼續保濕養護。

3.5.3養護時間控制

采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土養護時間不應少于7d；采用其他品種水泥時、采用緩凝型外加劑、大摻量礦物摻合料配制的混凝土、抗滲混凝土、強度等級C60及以上的混凝土、后澆帶混凝土的養護時間不應少于14d；大體積混凝土養護時間應根據施工方案確定。養護期間應保持混凝土始終處于濕潤狀態。

3.6拆模控制

墻、柱等混凝土構件必須達到本規程規定的帶模養護時間才能拆模，梁板應在澆筑部分同條件養護試件試壓值達到拆模的允許值后，才能拆除底模。當遇大風或氣溫急劇變化時，為避免因風速和溫度變化較大造成機制砂混凝土溫度應力過大而危害混凝土結構，不宜拆模。

4　結語

住房和城鄉建設主管部門應加強對施工現場機制砂進場質量、預拌混凝土生產企業以及預拌機制砂混凝土施工實體質量進行巡查、抽查抽測，并依法嚴肅查處各種違法違規行為。各有關單位應嚴格執行該規程及國家現行有關標準規范的規定進行預拌機制砂混凝土的生產和施工，努力保證預拌機制砂混凝土結構的整體性和耐久性。

[1]JGJ/T241 人工砂混凝土應用技術規程[S]

[2]DBJ/T13-116-2015 預拌機制砂混凝土生產及施工技術規程[S]

[3]GB50666-2011 混凝土結構工程施工規范[S]

[4]GB50164-2011 混凝土質量控制標準[S]

杜朝陽(1966.09-)，男，高級工程師，主要從事建筑工程質量監督方向的工作。

Ready-mixed Manufactured-sand Concrete is Different from Ready-mixed Natural-sand Concrete Quality Control Measures and Production Construction Process Should Take the Key Technical Measures

DUZhaoyang

(Huian Construction Engineering Quality Supervision Station, Quanzhou 362100 )

Due to rough surface, edges and corners, particle size distribution than natural sand, lead to concrete workability is poor, easily lead to the appearance of the concrete defect, it is necessary to take effective measures to solve the problem of mechanismsand.Through articipation in the preparation of Fujian province 《Technical specificating for production and construction of ready-mixed manufactured-sand concrete》 DBJ/T13-116-2015, the results of the experiment in the process of the compilation of procedures were summarized, based on the comparative analysis of the technical measures in the production and construction of the manufactured-sand and natural sand concrete, according to the characteristics of manufactured-sand, the quality control measures of the manufactured-sand concrete are different from the natural sand concrete, and the key technical measures to be taken in the process of production and construction, and gives the analysis explanation.

manufactured-sand; Ready-mixed manufactured-sand concrete; Crushed dust content; Curing; Quality control

杜朝陽(1966.09-)，男，高級工程師。

E-mail:duzy329@163.com

2016-01-10

TU74

A

1004-6135(2016)03-0073-04