機制砂混凝土配制及探究

邱文會 張新冉 邱潤澤

（1.河南金諾混凝土有限公司，河南許昌 461000；2.卡迪夫大學工程學院，英國 CF24 3AA）

1 機制砂及其混凝土配置方式概述

作為建筑工程的重要原料，混凝土本身質量的高低在一定程度上對項目整體施工質量和施工效益具有直接影響，為此隨著近年來工程項目規模和數量的持續增加，機制砂混凝土逐漸取代傳統混凝土，成為當前工程施工的主要材料。在進行配置過程中，為確保配置的科學性、合理性和有效性，基層產業機構和相關部門需采取如下方式進行配置，即：

1.1 全計算法

在進行機制砂混凝土配置過程中，全計算法是一種常用的混凝土配置方法，具體而言它主要基于定量計算，相比其他配置方式，配置數據更加精準，配置手段也更為先進，在配置時工作人員需明確了解工程施工所用數量，并根據施工現場勘測結合數據資料，進行精準化配置。目前來看，全計算法的計算步驟主要有：混凝土配制強度計算、粉體材料體積用量計算以及用水量計算等。

1.2 參數法

根據大量調研數據分析可知，在當前機制砂混凝土配置過程中，最常用的一種配置方式主要是“參數法”。簡單來講，這種配置方式其實就是基層產業機構和相關部門在進行配制過程中，假定若干參數為混凝土性能影響參數，通過聯立方程式的方式，求取混凝土各組成材料的最終用量的方法。與全計算法相比，參數法的實施不僅降低了工作人員的參數計算量，規避了各種因人為操作而導致的失誤問題的產生，與此同時在確保數據精準度的同時，為后期配置工作的順利實施奠定良好基礎。

目前來看，在應用參數法時，為確保參數的規范性和精準度，基層產業機構和相關部門的工作人員，需明確了解設置的參數主要有粗集料在混凝土中的體積含量、砂在砂漿中的體積含量和膠凝材料在漿體中的體積含量等，在進行設置時必須確保設置的合理性、科學性和精準度，只有如此，在后期配置時才能確保配置的合理性、科學性和有效性。在配合比計算時，為提高精準度，工作人員還需嚴格按照絕對體積法進行計算。

1.3 固定砂石體積含量計算法

根據大量調研數據分析可知，在進行配置時，由于固定砂石體積含量與自密實混凝土的工作性能之間存在一定的內在聯系，在計算時為了提高計算的精準度和準確性，工作人員可采取固定砂石體積含量計算法來進行配置。與前兩種方法相比，這種配置方法的應用，主要是通過假設，即基層產業機構和相關部門通過假設固定砂石體積含量，以此來確定自密實混凝土的配合比的最優值，確定碎石用量與砂漿含量，而后在確定上述用量的基礎上，計算膠凝材料的總量和用水量，最終為預期配置目標的達成奠定良好基礎。

1.4 骨料比表面積配合比設計方法

隨著近年來項目工程規模和數量的持續增加，為從根本上滿足現階段國家對項目工程提出的新要求，建筑企業科研工作者也加快了對配置方式的不斷優化和完善，骨料比表面積配合比設計方法由此應運而生。簡單來講它其實就是一種新型自密實混凝土配制方法，在進行配置過程中，工作人員可將自密實混凝土看作是由骨料和漿體共同組成的固液兩相體系，而后在進行填縫過程中，工作人員必須在計算的數據基礎上留有一定富余，富余系數取值主要參考粗細集料的粒形、粒徑以及混凝土工作性要求。

2 全機制砂試配情況以及突出問題

根據使用我們公司干法制砂試配和實際使用情況來看，通過新型規范、規模化產出的機制砂具有以下特點：規模生產，成本低廉；含粉可控，不含泥、不含水以及混凝土狀態良好，成型后強度高，且有較大的降低粉料成本潛力。在當前項目工程規模化發展過程中，為從根本上提高工程整體施工質量和施工效益，降低工程施工成本，機制砂的應用率也在持續增加，但由于配置比例不規范、配置時間把控不合理等問題的影響，機制砂配置作業成效與預期配置作業要求之間始終存在一定差距，長此以往工程整體施工效率也將受到一定影響。

目前來看，在混凝土的工作性、收縮變形性等方面，天然砂和機制砂并無明顯不同，但經大量調研數據分析可知，機制砂混凝土的力學性能、抗滲性能和抗碳化性能要遠高于天然砂混凝土性能。在進行配置過程中，除了受上述因素外，如下問題的存在也是影響機制砂配置作業質量的重要因素，即：

（1）生產廠家的繁雜。在當前多元化市場競爭環境下，機制砂生產廠家的數量相對較多，但也由于部分為小作坊生產模式，在生產過程中統一市場監督的缺失，導致產品質量難以得到有效控制，長此以往在影響機制砂混凝土配置質量的同時，對工程整體施工也是十分不利的。

（2）市場競爭的白熱化。伴隨經濟全球化和一體化建設進程的不斷加快，企業規模和數量的持續增加，在推動國民經濟進一步發展的同時，由于市場競爭的白熱化，導致部分企業為提升自身經濟利潤，制出的機制砂品質雖優于水洗機制砂，但卻無法滿足全機制砂生產混凝土的需要等問題，進而對工程整體施工質量造成了一定影響。

3 機制砂混凝土配置問題的優化處理對策

3.1 加強對機制砂中石粉含量的重視

在當前機制砂以及機制砂混凝土應用過程中，石粉量對于應用性能的影響力很大，根據大量調研數據分析，機制砂中的石粉粒徑一般是泥粒徑的四倍，適量的石粉在提高混凝土作業性能的基礎上，還能有效地提高了工程施工質量。因此，為了確保預期施工作業目標按質按量的完成，施工單位要加強對石粉含量的重視。

3.2 不斷優化機制砂混凝土的配合比

在機制砂混凝土配置過程中，配置方案設計的科學性與否，對機制砂混凝土的配置質量和工程施工作業成效具有直接影響。但相比天然砂混凝土配置，為確保機制砂混凝土配置作業取得預期成效，不斷優化機制砂混凝土的配合比是十分必要的，為此相關部門需加強對配置成分和性能的全面化了解，并通過將水灰比放大0.05來提高混凝土強度，最終為預期施工目標的達成創造良好條件。

4 結語

簡而言之，綜合上述原因，即符合或者接近使用標準的機制砂幾乎不存在，加之與機制砂聯合使用的細砂、特細砂的缺乏，給現今的混凝土用砂造成極大的困難，為此希望政府通過相關政策鼓勵和引導及行業部門監管，逐步改變現狀，為預拌混凝土用砂（全機制砂生產）創造有利條件。