混凝土中機(jī)制砂檢測與影響分析

敖得策

材料是目前工程項(xiàng)目的重點(diǎn)改造對象，隨著我國基礎(chǔ)性施工建筑的數(shù)量增多、規(guī)模擴(kuò)大，建筑用材消耗率也在不斷增加，因此節(jié)能環(huán)保型建筑材料得到了廣泛重視。機(jī)制砂是一種能夠充分取代自然砂的人造建筑材料，目前在建筑混凝土中得到了廣泛應(yīng)用，優(yōu)勢明顯。現(xiàn)代工程設(shè)施對質(zhì)量的要求不斷提高，混凝土施工是工程施工的關(guān)鍵一環(huán)，如何提高其施工質(zhì)量是施工單位需要認(rèn)真考慮的問題。基于此，本文對混凝土中機(jī)制砂檢測與影響展開分析，提出科學(xué)合理的技術(shù)改造方案。

一、機(jī)制砂概述

機(jī)制砂主要指使用制砂機(jī)儀器等其他輔助設(shè)備加工制成的一種砂子，成品十分規(guī)則，另外也被稱作人工砂或者細(xì)骨料。在具體加工階段，能夠結(jié)合不同工藝需求進(jìn)行針對性加工，生成規(guī)格、大小不同的砂子，滿足施工要求。尤其是對天然砂資源匱乏的地區(qū)，機(jī)制砂具備明顯的優(yōu)勢，具有廣闊的發(fā)展空間。隨著科技水平的不斷提高，機(jī)制砂的生產(chǎn)線具備自動化程度高、成本低、破碎率高、優(yōu)產(chǎn)高產(chǎn)、污染小、維護(hù)檢修便利等優(yōu)勢，能夠充分滿足建筑砂的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并且粒度均勻、形狀、級配合理。如圖1所示。

圖1 機(jī)制砂

現(xiàn)代建筑主要以砂石骨料為支撐體，為建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性提供保障，能夠避免潛在的結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)問題。砂石骨料也是建筑設(shè)施的主要支撐材料，根據(jù)建筑行業(yè)相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)制定科學(xué)合理的配合比方案，為現(xiàn)場施工作業(yè)提供材料保障。基于對安全性與質(zhì)量性能的考慮，建筑施工需要合理選用相關(guān)技術(shù)工藝，根據(jù)合同指標(biāo)規(guī)定要求，采取有效的優(yōu)化改良手段。

對機(jī)制砂的特性進(jìn)行分析，主要表現(xiàn)在外觀、石粉含量、粗細(xì)度、級配等多個方面。目前較為常用的機(jī)制砂均采用中粗砂，其細(xì)度模數(shù)為3～3.7。石粉含量過高必然會影響混凝土的強(qiáng)度，進(jìn)而使收縮性增加，導(dǎo)致機(jī)制砂生產(chǎn)成本增加；如果石粉含量較高，表明細(xì)顆粒較少，級配與標(biāo)準(zhǔn)不符，進(jìn)而嚴(yán)重影響混凝土的易降性。對機(jī)制砂顆粒的外形展開分析，多數(shù)粒徑＜0.15mm或者＞2.36mm。通常情況下，機(jī)制砂的級配需要滿足自然砂級配的要求最高值。主要原因在于機(jī)制砂多通過機(jī)械粉碎、篩分而成，所以其外形主要為三角形或者方距體，表面相對粗糙。雖然顆粒外形對混凝土和易性具有一定的影響，但是有助于建料和水泥粘結(jié)。

二、混凝土中機(jī)制砂檢測與影響

1. 石粉巖性及含量的影響

通過水洗篩分的方法能夠有效去除機(jī)制砂中存在的石粉，之后對機(jī)制砂中的不同級配中值進(jìn)行合理調(diào)整，使其能夠盡量接近自然砂的級配中值。通過這一方法調(diào)配形成的混凝土，與河砂相比具有更高的強(qiáng)度。主要原因在于機(jī)制砂顆粒的表面較為粗糙，存在一定的棱角，與水泥的粘合性較強(qiáng)，因此有助于提高混凝土的強(qiáng)度。雖然不同石粉巖性對混凝土強(qiáng)度的影響程度有所不同，但是整體上并無較大差異。

本文通過相關(guān)數(shù)據(jù)分析機(jī)制砂中石粉含量變化對混凝土性能的影響，具體結(jié)果如圖1所示。

表1 石粉含量對混凝土性能的影響

圖2 石粉含量對混凝土性能的影響

通過上述數(shù)據(jù)研究可知，隨著機(jī)制砂石粉含量的增加，混凝土的和易性得到明顯改善，坍落度顯著提高，同時能夠有效避免離析、泌水等不良情況，其中石粉含量約10%時混凝土的性能最佳，而如果其含量多于12%，將會導(dǎo)致用水量增加，進(jìn)而對混凝土的坍落度造成影響。所以在進(jìn)行高強(qiáng)度混凝土配制的過程中，需要嚴(yán)格控制機(jī)制砂的石粉含量，這也是關(guān)鍵的作業(yè)環(huán)節(jié)。另外，抗壓強(qiáng)度是目前評估混凝土性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，混凝土性能與抗壓強(qiáng)度密切相關(guān)。合理控制機(jī)制砂的石粉含量對于保證混凝土強(qiáng)度具有重要意義。

2. 機(jī)制砂顆粒特性的影響

機(jī)制砂顆粒特性也是影響混凝土性能的主要因素，具體表現(xiàn)在機(jī)制砂形狀與級配方面。機(jī)制砂的顆粒外形具有一定的特殊性，對混凝土性能的影響主要體現(xiàn)在使用同一母材的條件下，顆粒形狀直接影響混凝土的和易性。而骨料特性、自身強(qiáng)度等因素對混凝土的漸變程度與系數(shù)有直接影響。因?yàn)槭蹫闄C(jī)制砂的主要成分，石粉會導(dǎo)致漿體的質(zhì)量增加，同時其自身砂率較高，導(dǎo)致整體砂漿量增加，使混凝土的徐變度及系數(shù)增加。另外，因?yàn)闄C(jī)制砂表面較為粗糙，內(nèi)部的顆粒具有一定的棱角性，因此能夠有效制約混凝土本體發(fā)生變形。對級配而言，如果所生產(chǎn)機(jī)制砂的顆粒大、數(shù)量多，粒度分布不均，所配制混凝土在實(shí)際應(yīng)用過程中極易出現(xiàn)泌水、離析等不良情況。

3. 機(jī)制砂亞甲藍(lán)（MB）值的影響

機(jī)制砂MB值是判斷機(jī)制砂是否存在膨脹性粘土礦物，同時明確其含量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。對機(jī)制砂檢測而言，主要是體現(xiàn)＜0.075mm的細(xì)顆粒主要是石粉或泥粉的作用。機(jī)制砂MB值對混凝土力學(xué)性能有直接影響。如果混凝土的整體強(qiáng)度較低，特別是機(jī)制砂混凝土存在明顯的離析、泌水隱患，混凝土中的自由水極易聚集于粗集料的表面，對混凝土的界面過渡區(qū)造成影響，導(dǎo)致混凝土力學(xué)性能明顯下降。如果機(jī)制砂中含有一定的泥粉，也就是MB值呈現(xiàn)升高趨勢，有助于改善新拌混凝土的保水性，同時有助于改善自由水在粗集料表面大量聚集的情況，強(qiáng)化了硬化混凝土界面的過渡區(qū)性能，同時使路面混凝土的力學(xué)性能得到了增強(qiáng)。但是從另一個角度進(jìn)行分析，如果機(jī)制砂中的泥粉含量升高，必然會對水泥水化的正常反應(yīng)造成影響，直接影響水泥石的強(qiáng)度，同時隨著泥粉含量的升高，混凝土內(nèi)部自由水被泥粉吸附，硬化后生成諸多微小裂紋，對機(jī)制砂混凝土的力學(xué)性能造成不利影響。

路面機(jī)制砂混凝土力學(xué)性能受MB值兩種作用共同影響，如果MB值較小，MB值的增強(qiáng)效應(yīng)明顯，混凝土力學(xué)性能得到強(qiáng)化；如果MB值較大，泥粉的劣化作用明顯，混凝土力學(xué)性能降低。兩種作用效果對混凝土力學(xué)性能產(chǎn)生共同影響，隨著MB值的變化，影響程度也有所不同。

通過上述分析可知，機(jī)制砂作為一種新型建筑材料，其本身的特性，如巖性、含量、外形以及MB值，均會對混凝土性能產(chǎn)生一定的影響。因此對相關(guān)工作人員而言，需要加強(qiáng)研究與分析，全面掌握機(jī)制砂的特性以及其對混凝土性能的影響，在這一基礎(chǔ)上采取有效的檢測與控制措施，為施工的順利開展提供保障，保證整體施工質(zhì)量。

三、質(zhì)量控制措施

1. 加強(qiáng)對細(xì)度模數(shù)的控制

為了能夠保證機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)與級配的合理性，需要合理調(diào)整最小級振動篩的篩孔尺寸以及洗砂強(qiáng)度。諸多實(shí)踐研究顯示，如果最小級振動篩的篩孔尺寸為3.5mm，所制成的機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)約為3.4，因此能夠確保其級配滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

2. 加強(qiáng)對石粉含量的控制

在進(jìn)行機(jī)制砂生產(chǎn)作業(yè)時，因?yàn)橐资艿狡渌蛩氐挠绊懀虼藷o法避免會產(chǎn)生部分顆粒約為0.075mm 的石粉，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如果顆粒約為0.075mm，需要將其視為泥，同時對砂中含泥量具有較高的要求。

3. 加強(qiáng)對泥塊含量的控制

機(jī)制砂中泥塊含量的控制與檢測是質(zhì)量控制工作的關(guān)鍵，可以從以下幾個方面入手：第一，開采礦石的過程中，需要全面清理表面的泥土、植被等雜質(zhì)；第二，裝卸塊石時，需要通過人工作業(yè)的方式全部揀出存在的泥土；第三，利用振動喂料機(jī)全面篩除塊石中存在的泥土。圖3為振動喂料機(jī)示意圖。

圖3 振動喂料機(jī)示意圖

4. 加強(qiáng)對壓碎指標(biāo)的控制

對于顆粒形狀完整性較強(qiáng)的機(jī)制砂，通常情況下，其壓碎指標(biāo)保持在20%～25%內(nèi)，機(jī)制砂中針片狀含量直接影響壓碎指標(biāo)值，相關(guān)研究表明，非專業(yè)的機(jī)制砂中含有較多針片狀，其壓碎指標(biāo)多超過30%，部分甚至更高。

5. 加強(qiáng)對有害物質(zhì)的控制

有害物質(zhì)在機(jī)制砂中較為常見，因此做好檢測與控制工作十分必要，如果機(jī)制砂中存在有機(jī)物等有害物質(zhì)，其含量需要與表2標(biāo)準(zhǔn)要求相符。

表2 機(jī)制砂中有害物質(zhì)的規(guī)定值

四、建筑混凝土材料配制施工方案

1. 水泥

混凝土材料的選配對建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有直接影響，因此需要以材料控制為著手點(diǎn)加強(qiáng)對混凝土的控制，為工程項(xiàng)目質(zhì)量提供保障。針對傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)存在的一些不足，需要根據(jù)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，這樣才能夠確保砂石骨料的穩(wěn)定性。對水泥材料配制工作而言，會導(dǎo)致不同類型的水化反應(yīng)，砂石骨料出現(xiàn)裂縫，對建筑的安全性造成影響，因此需要加以重視。

2. 砂、石料

對現(xiàn)代混凝土施工建設(shè)而言，不但對砂石骨料的改良提出了較高的要求，同時對建筑規(guī)劃決策具有全新的標(biāo)準(zhǔn)。砂、石料是機(jī)制砂的主要元素，整體配合度對混凝土整體性能有直接影響，因此需要加強(qiáng)對混凝土材料的控制，確保材料配合的耐久性。根據(jù)目前材料配合方式，砂、石等連續(xù)級配控制過程中，碎石的最大粒徑需要＜結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，確保砂石骨料的穩(wěn)定性。

3. 外加劑

外加劑有助于保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)，根據(jù)混凝土材料加強(qiáng)控制，才能保證混凝土施工的質(zhì)量，確保整體結(jié)構(gòu)布局的合理性，同時有助于提高施工效率。通過強(qiáng)化外加劑的安全性能，能夠加強(qiáng)對混凝土施工的保護(hù)。外加劑的控制需要從其干縮性入手，選擇粉煤灰能夠確保結(jié)構(gòu)受到高壓影響仍然保持不變，是強(qiáng)化機(jī)制砂性能的關(guān)鍵。

綜上所述，機(jī)制砂作為混凝土的主要材料之一，對于建筑結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)的保障作用。為了實(shí)現(xiàn)對整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，需要加強(qiáng)對機(jī)制砂的控制，做好檢測工作，加大研究力度，為混凝土結(jié)構(gòu)提供保障，消除潛在的安全隱患。