機(jī)制山砂混凝土質(zhì)量控制

汪余

（遵義通立建材商貿(mào)有限公司，貴州 遵義 563000）

0 前言

山砂，主要是云、貴、川等地對(duì)機(jī)制砂的稱謂。隨著經(jīng)濟(jì)內(nèi)循環(huán)及環(huán)保要求，對(duì)山砂的需求量加大。而山砂來源廣泛，可由青石、石灰?guī)r、花崗巖、玄武巖、輝綠巖等石頭加工而成，但不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖、煤矸石等，經(jīng)粗碎、細(xì)碎、制砂、篩分等幾道工序加工而成，已在公路、鐵路、水利、房屋建造領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。其獲取成本低，利用受國家政策扶持。山砂主要使用地區(qū)為云、貴、川地區(qū)，由于環(huán)保及可用于生產(chǎn)的天然河砂匱乏，為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，因地制宜就地取材，山砂生產(chǎn)行業(yè)受生產(chǎn)技術(shù)水平、設(shè)備限制，以及礦山巖石種類夾泥層等影響，質(zhì)量參差不齊，相關(guān)的質(zhì)量控制及生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)滯后，或者說根本沒有，造成成品山砂質(zhì)量波動(dòng)較大。主要特征為 5～3mm 含量超過級(jí)配范圍，1.25～0.16mm 級(jí)配不足，顆粒形狀多棱角、不規(guī)則，針片狀超標(biāo)，篩底石粉及含量不足或者超標(biāo)，石粉含粉和含泥量受生產(chǎn)工藝及環(huán)境天氣以及巖層分布影響較大。山砂配制混凝土特點(diǎn)：隨砂級(jí)配及石粉、泥粉含量波動(dòng)，影響混凝土和易性。極易造成混凝土坍落度損失過快，增加需水量，混凝土粘稠、收縮大或混凝土和易性差、抓底、離析等，從而嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量及強(qiáng)度。針對(duì)山砂的特點(diǎn)及其在生產(chǎn)中實(shí)踐，本篇對(duì)山砂、山砂混凝土的配制要點(diǎn)和質(zhì)量控制措施等論述。

1 原材料質(zhì)量控制

1.1 水泥

水泥對(duì)機(jī)制山砂混凝土的穩(wěn)定性、可泵性也是有很大的影響。根據(jù)大量建筑工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),優(yōu)先選用大廠旋窯生產(chǎn)的水泥，其品質(zhì)均勻穩(wěn)定、富余強(qiáng)度高、質(zhì)量好，且符合國家制定相應(yīng)的水泥標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 砂

機(jī)制山砂質(zhì)量對(duì)混凝土拌合物和易性和泵送性的影響較大。混凝土能不能在泵管中順利均勻流動(dòng)，多是受山砂骨料細(xì)度及顆粒形狀，針片狀、石粉含量變化影響，因而要求山砂要具有良好的級(jí)配。并符合 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定。加強(qiáng)對(duì)砂石生產(chǎn)供應(yīng)商產(chǎn)品質(zhì)量及質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)控制，從礦山巖層的選擇、生產(chǎn)工藝的優(yōu)化、設(shè)備的特性、篩孔尺寸、進(jìn)料粒徑等控制，一般建議允許山砂細(xì)度波動(dòng)范圍控制在±0.2 之內(nèi)，5～3mm 篩孔顆粒含量控制在 10% 以內(nèi)。通過 0.315mm 篩孔的砂不應(yīng)少于15%，且具有良好的連續(xù)粒級(jí)，石粉及含泥量應(yīng)符合DB 24/016—2010《山砂混凝土技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)技術(shù)指標(biāo)（見表 1、圖 1）。

表 1 山砂顆粒級(jí)配分布

圖 1 山砂最佳級(jí)配曲線

1.3 碎石

碎石的粒徑大小、顆粒形狀及針片狀含量會(huì)影響混凝土混合物的泵送性能。依照 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，粗針片骨料應(yīng)采用不同連續(xù)性骨料級(jí)次搭配，針片骨料顆粒大小不宜大且含量不得大于 10% 以上。選用顆粒連續(xù)性好，標(biāo)稱顆粒直徑 5～31mm 碎石壓碎值≤10%，泥質(zhì)顆粒含量一般≤0.8%，含泥塊量為≤0.3%。

1.4 混合材料

在泵輸混凝土摻加外加劑和粉煤灰，對(duì)拌合物提高可泵性非常有利，可以降低混凝土拌合物離析和泌水的風(fēng)險(xiǎn)。增強(qiáng)混凝土的和易性，同時(shí)也可節(jié)省水泥的使用。采用高效減水劑、膨脹劑等外加劑，添加必須符合配合比設(shè)計(jì)的要求。

2 山砂混凝土配合比設(shè)計(jì)

想要確定混凝土配合比必須確定膠凝料用量、砂率、水膠比與外加劑用量。

2.1 膠凝材料用量

因?yàn)樯缴暗馁|(zhì)量比河砂的質(zhì)量差，所以在制備相同強(qiáng)度的混凝土?xí)r，山砂混凝土膠結(jié)材料的總量大于河砂混凝土膠結(jié)材料的總量。但是受山砂石粉含量的影響減少或增加摻和料用量，保持總的水膠比不變。

2.2 水膠比

根據(jù)混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和耐久性要求，合理確定水膠比。在相同的砂率下，水膠比的增大，會(huì)增大混凝土的流動(dòng)性，但會(huì)降低強(qiáng)度。單位用水量過量時(shí)，會(huì)造成混凝土離析、砂石分離。為了而滿足高強(qiáng)度和良好耐久性的要求，需要較低的水和外加劑的比率，但是如果使用低水膠比，難以獲得大的流動(dòng)性，因此有必要添加高效的減水劑和粉煤灰來改善混凝土的流動(dòng)性和強(qiáng)度。

2.3 砂率

選擇合理砂率應(yīng)考慮水膠比，碎石最大粒徑和山砂級(jí)配，針片狀含量、MB 值以及混凝土的坍落度。當(dāng)石粉在山砂的比例較大時(shí)，應(yīng)該使用較小的含量膠材。隨著砂石粉含量減少，3～5mm 級(jí)配的增加，混凝土的總表面積和空隙率增加，覆蓋砂的水泥漿變薄，并且砂粒之間的摩擦阻力增大，應(yīng)適當(dāng)增加膠凝材料。當(dāng)粉體含量高時(shí)，混凝土粘度大、流動(dòng)性低，因此有必要通過試驗(yàn)確定最佳砂比。在保證混凝土和易性良好的情況下，應(yīng)盡量選擇較小的砂率，以保證混凝土的彈性模量和干燥收縮，同等條件時(shí)，原料技術(shù)要求山砂混凝土要比普通混凝土砂率大 5%～10%。

2.4 集漿比

首先要對(duì)礦質(zhì)混合料進(jìn)行組成設(shè)計(jì)，才能夠配制山砂混凝土。需要確定密級(jí)配集料，使混合料結(jié)構(gòu)的摩擦力、嵌擠力大，并且將集漿比提高，可以使混凝土強(qiáng)度增大，減少其收縮。選用合適的集料配制混凝土?xí)r，可將集漿的體積比固定為 65:35，使配制效率增加。

3 混凝土生產(chǎn)控制措施

（1）山砂混凝土對(duì)山砂細(xì)度模數(shù)、級(jí)配、石粉含量及砂率的變化比較敏感，生產(chǎn)前須進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的檢查及計(jì)量設(shè)備的零點(diǎn)校驗(yàn)，嚴(yán)格控制計(jì)量誤差。

（2）開盤前對(duì)山砂含水率，含石率、MB 值進(jìn)行測定，并根據(jù)含水量、含石量、MB 值及澆筑部位、澆筑進(jìn)度、路程遠(yuǎn)近及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)配合比及外加劑摻量。山砂級(jí)配不好、砂率選擇不當(dāng)、石粉偏多或者偏少、用水量偏高，外加劑過量或偏低等應(yīng)及時(shí)調(diào)整配合比。

（3）生產(chǎn)過程中加強(qiáng)原材料巡檢。不同生產(chǎn)廠家的山砂應(yīng)分別堆放，同一生產(chǎn)廠家的山砂細(xì)度模數(shù)變化范圍不應(yīng)超過±0.3，石粉含量變化范圍不應(yīng)超過±2%，每車出料口目測混凝土狀態(tài)，增加坍落度、擴(kuò)展度的檢測頻率。并根據(jù)變化及時(shí)調(diào)整配合比。

4 混凝土現(xiàn)場澆筑控制措施

施工時(shí)，針對(duì)山砂、碎石等地方材料性能不完全穩(wěn)定等因素，重點(diǎn)采取以下技術(shù)措施：

（1）前場人員了解工地澆筑部位情況，是否具備澆筑條件。

（2）澆筑混凝土?xí)r，對(duì)澆筑混凝土施工班組專門工程技術(shù)交底。有序合理振搗，防止漏振、欠振和過振

（3）前場服務(wù)人員監(jiān)控混凝土質(zhì)量，混凝土必須均勻、無離析。前場人員根據(jù)混凝土出泵情況、坍落度大小、和易性及時(shí)反饋信息。由于材料的波動(dòng)引起坍落度損失過快，前場人員應(yīng)及時(shí)外摻外加劑調(diào)整，制止任何人隨意向混凝土加水。

（4）督促施工方加強(qiáng)混凝土前期養(yǎng)護(hù)，山砂中石粉含量較高、早期收縮較大，混凝土澆筑后應(yīng)及時(shí)保濕養(yǎng)護(hù)。

5 結(jié)論

由于山砂受材料及生產(chǎn)工藝的影響等，山砂顆粒形狀差、針片狀含量多、石粉的含量高低會(huì)對(duì)混凝土需水量造成影響，繼而影響到混凝土綜合性能。在生產(chǎn)中必須嚴(yán)格控制山砂石粉的含量以及各材料的質(zhì)量，分析配制過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和各材料相互之間的適應(yīng)程度才可以將混凝土質(zhì)量提高。