高強高性能機制砂混凝土關鍵技術分析

蘭英 胡盛平

摘要：機制砂具有較高的性能，我國對機制砂的研究有很長一段時間。近些年來，隨著混凝土結構過程的不斷發展，工程中混凝土對施工的要去越來越高，尤其是特別重視耐久性的要求。而機制砂屬于一種人工砂，可按照國家標準和工程質量的技術要求來控制石粉含量和級配要求，可有效滿足不同工程的實際需求。鑒于此，本文就圍繞高強高性能機制砂混凝土關鍵技術進行分析研究。

關鍵詞：機制砂;混凝土;關鍵技術

機制砂多呈現有棱角的立方體，表面相對比較粗糙，可增加相互之間的咬合力，將其應用在混凝土中，可增加混凝土的強度。在其他配制材料相同的條件下，使用機制砂比使用建筑砂配制的混凝土強度要高出2～3MPa。而且機制砂可以和碎石一起生產，可提升礦產資源的利用率，來源比較多，便于生產，可降低生產和運輸成本。機制砂的合理運用，可以無需考慮環境破壞問題，符合可持續發展理念的要求，值得大范圍推廣應用。

1 機制砂混凝土的特點

1.1 機制砂的形貌特點

將機制砂和天然砂進行比較發現，天然砂顆粒比較圓潤，主要是因為其實在自然環境下形成的，而機制砂是經過機械磨制而成，所以顆粒更加尖銳，棱角分明，外形一般呈三角或者是多角體，還有部分機制砂有很多片狀顆粒。除此之外還發現，在相同塌落度和水泥用量條件下，機制砂和天然砂在配制混凝土的時候，機制砂需要更多的水，可是強度也具有更大的優勢。

1.2 機制砂的粒徑特點

機制砂通常情況下是指粒徑在4.75毫米以內的顆粒，如果粒徑在75μm以內而且和母巖的組成成分相同的話就被稱作石粉。機制砂通常情況下粒徑在150μm以內和2.36mm以上的顆粒比較多，處于中間的顆粒相對比較少。在磨制過程中最好將機制砂的細度控制在2.6到3.7之間最為科學合理。

1.3 機制砂中的石粉特點

上面已經提到過，機制砂是利用母巖經過一定工序的破碎之后而成的，所以其中就會含有一定量的石粉，如果比例適當對混凝土性能有一定的好處。此外，石粉還具有一定的微滾珠作用，所以其可以在骨料當中起到一定的降低摩擦作用，大大降低了混凝土的塌落度并提升了混凝土的工作性能。

2 機制砂生產過程中存在的問題

機制砂的應用在質量和數量上替代天然砂的比例較少。雖然近些年，機制砂行業取得了迅猛的發展成績，不過機制砂在市場當中所占的份額比重遠遠不如其它材料。機制砂受傳統觀念的束縛，也影響了它的開發和應用，因為這個因素也影響了機制砂的推廣使用。因此，機制砂無論是質量層面還是在數量層面，其代替天然砂的比例不容樂觀;沒有充分認知到石粉對機制砂的作用。機制砂的石粉含量也是影響機制砂推廣使用的一個原因，很多人沒有充分認識到石粉對機制砂所起到的作用。機制砂生產工藝較低。機制砂的生產行業受多種因素的影響，導致其生產工藝不高，現如今的生產方式會污染環境，其不僅會有噪聲污染，且會有粉塵污染。機制砂應用在高性能混凝土的應用相對于普通砂來說明顯不足，不過機制砂應用在普通混凝土比高性能混凝土多，差別較大。機制砂由于其顆粒級配較差，尤其是大于2.5mm和小于0.08mm顆粒明顯多于天然砂，級配波動較大，導致混凝土和易性變幻無常，難以控制;并且容易造成混凝土外觀質量缺陷。單純使用機制砂配置水泥混凝土還會造成水泥量的增加，不利于成本控制。機制砂中石粉含量對混凝土強度及彈性模量影響很大，石粉含量越高，混凝土強度和彈性模量會越低。

3 高強高性能機制砂混凝土的關鍵技術分析

3.1 合理延長混凝土的拌和時間

機制砂表面比較粗糙，而且棱角比較多，在混凝土配制過程中，必須合理延長拌和時間，才能確保漿料全部覆蓋機制砂，從而提升粘結力，保證混凝土拌和的均勻性，也是提升混凝土性能和強度的主要方法之一。充分拌和也可以提升混凝土的和易性和泵送性，因此，在采用機制砂配制混凝土時，需要根據機制砂的添加量，合理延長拌和時間，才能從根本上確?；炷恋馁|量和穩定性，滿足基礎工程建設實際需求。通常情況下機制砂篩余在0.3mm以下的占比比較小，僅僅占10%左右，泵送混凝土細骨料通過0.3mm篩孔不能低于15%，天然砂的粒徑在0.3mm以下比較多，容易引起混凝土發生較大開裂，但可以利用天然砂和機制砂混合而成的人工混合砂來獲得較大的施工性能。

3.2 嚴格控制混凝土的生產工藝

為切實提升混凝土的使用性能，就必須嚴格控制混凝土的配制質量，將機制砂的石粉含量控制在10%左右，細度模數控制在2.8～3.0，粒徑變化范圍控制在±0.2 mm之內，進而從根本上確保混凝土配制質量。但由于其中較高的石粉含量，導致其堆積密度增大，空隙率減少，配制C30及以下混凝土用機制砂應符合Ⅲ級砂的規定，石粉含量宜控制在≤10%（MB<1.4時），壓碎指標<30%;配制C35～C45混凝土用機制砂應符合Ⅱ級砂的規定，石粉含量宜控制≤7%（MB<1.4時），壓碎指標<25%，機制砂中含有5%～10%的石粉，宜作為改善普通中低強度特別是泵送中低強度機制砂混凝土和易性的手段，配制的混凝土強度等級越低、流動性越大，機制砂石粉含量宜控制越高。

3.3 合理控制混凝土的運輸

在混凝土配制過程中，要想有效縮短運輸距離，就需要把拌和站建立在施工現場。對現場施工條件進行全面勘探，結合工程特性和施工規模，合理布置混凝土拌和站。自動計量系統要定期進行標定，每班在使用前要檢查一次，確保計量準確，計量最大偏差不得超過：水泥、粉煤灰、水為±1%，粗細骨料±2%，減水劑±0.5%;在混凝土拌制過程中，試驗人員隨時注意檢測砂石的含水率，以便及時調整混凝土配合比。機制砂混凝土如果受到自然條件的限制，在施工現場無法布置混凝土拌和站，也可以在施工現場之外，尋找合適地位置，建立拌和站。但需要對混凝土運輸線路合理選擇，進行選擇地勢比較平坦，并且運輸距離較短的運輸線路，避免在混凝土運輸過程中，發生離析現象，確保混凝土澆筑質量。

4 結語

機制砂混凝土具有較高的性能，因此在實際的施工過程中，要保證機制砂混凝土的性能得到充分的發揮，還應注意進場復驗，使得機制砂的合格率得到加強，對于顆粒的級配和各種條件，進行質量上的控制。同時，還需保證機制砂中不能有雜物，在攪拌的同時要延長時間，使混凝土的和易性得到加強。此外，機制砂的飽水性能較差，需要用混凝土罐車進行有效的保護運輸，在施工中需要加強注意。

參考文獻：

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（作者單位：中建四局土木工程有限公司）