對(duì)“預(yù)拌機(jī)制砂混凝土技術(shù)規(guī)程”的解讀

陳寒斌，皮永誠(chéng)，林維，陳普法

(1.中國(guó)人民解放軍后勤工程學(xué)院,重慶 400042；2.重慶市混凝土協(xié)會(huì)，重慶 400042；3.重慶鑫益成建筑材料有限公司，重慶 400042)

1 前言

《預(yù)拌機(jī)制砂混凝土技術(shù)規(guī)程》J11557—2010于2009年9月2日由重慶市建設(shè)委員會(huì)組成的專(zhuān)家組評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)，并于2010年3月1日作為推薦性標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施。

這是國(guó)內(nèi)首次實(shí)施的以機(jī)制砂作為單一細(xì)骨料用于預(yù)拌混凝土的技術(shù)規(guī)程。專(zhuān)家們?cè)谠u(píng)審中認(rèn)定：規(guī)程確定的機(jī)制砂石粉含量技術(shù)要求突破了現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。大量工程應(yīng)用實(shí)踐證明，本規(guī)程確定的石粉含量限值科學(xué)、合理，對(duì)于保證單一機(jī)制砂生產(chǎn)預(yù)拌混凝土的質(zhì)量，減輕石粉對(duì)環(huán)境的污染，提高應(yīng)用效率均具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

“預(yù)拌機(jī)制砂混凝土技術(shù)規(guī)程”的編制及實(shí)施，使機(jī)制砂的應(yīng)用上了一個(gè)新臺(tái)階，也是預(yù)拌混凝土技術(shù)的一大突破。

重慶市之所以編制本標(biāo)準(zhǔn)是形勢(shì)所迫。重慶地區(qū)的天然砂，就是細(xì)度模數(shù)小于1.6的特細(xì)砂，隨著建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，以及日益嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)要求，使特細(xì)砂的產(chǎn)量大幅減少，供應(yīng)十分緊張，價(jià)格迅猛飆升，而且粒徑顯著減小。如2009年冬，特細(xì)砂的細(xì)度模數(shù)降至0.3～0.2，甚至更小。因此，用較粗機(jī)制砂與特細(xì)砂復(fù)配的混合砂，也無(wú)法滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)或行標(biāo)的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的要求。也就是說(shuō)，重慶商品混凝土的生產(chǎn)遇到了極大的困難，無(wú)法保證攪拌站的正常生產(chǎn)。于是，在2007年重慶市混凝土協(xié)會(huì)組織專(zhuān)家論證，向市建委申請(qǐng)了用單一機(jī)制砂配制預(yù)拌混凝土的科研課題。

本規(guī)程的主要內(nèi)容包括：原材料、配合比、生產(chǎn)、運(yùn)輸、泵送、施工、質(zhì)量要求與驗(yàn)收、結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度質(zhì)量驗(yàn)收、質(zhì)量問(wèn)題的處理等。技術(shù)規(guī)程的重點(diǎn)是機(jī)制砂的質(zhì)量和所配制的混凝土性能控制。

2 機(jī)制砂的質(zhì)量

根據(jù)重慶特點(diǎn)，本規(guī)程指的機(jī)制砂系指用制砂設(shè)備生產(chǎn)的顆粒狀的公稱(chēng)粒徑小于5.00mm的石灰?guī)r石顆粒，卵石機(jī)砂也可參照?qǐng)?zhí)行。

2.1 機(jī)制砂的級(jí)配

考慮到預(yù)拌泵送混凝土及機(jī)制砂與天然河砂的形成條件與表面特征不同，因此，砂的級(jí)配基本上采用中砂級(jí)配區(qū)，機(jī)制砂的細(xì)顆粒的含量略高一些，機(jī)制砂中通過(guò)0.315mm篩孔的顆粒含量不應(yīng)少于15%。見(jiàn)表1。

表1 機(jī)制砂的級(jí)配

2.2 石粉的含量

機(jī)制砂中的石粉允許含量的多少是關(guān)系到機(jī)制砂混凝土的技術(shù)性能與資源如何充分利用的一對(duì)矛盾。編制組對(duì)石粉允許取值的指導(dǎo)思想是：確?；炷临|(zhì)量的前提下，最大限度地對(duì)石粉資源有效利用，也利于減輕石粉對(duì)環(huán)境的污染。為此，在研究、分析了大量國(guó)內(nèi)外的技術(shù)資料（包括相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)）及國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)資料后，進(jìn)行了相當(dāng)數(shù)量的試驗(yàn)論證。確定了機(jī)制砂的石粉允許含量的取值，見(jiàn)表2。

表2 機(jī)制砂中的石粉允許含量 %

表3 機(jī)制砂壓碎指標(biāo)值

本規(guī)程在C30～C40的混凝土中與JGJ52—2006標(biāo)準(zhǔn)相比，石粉允許含量提高了3個(gè)百分點(diǎn)，在不大于C20混凝土中提高了4個(gè)百分點(diǎn)。它們?cè)谡麄€(gè)混凝土生產(chǎn)量中，將占到70%，甚至更高份額，這對(duì)石資源的充分利用與環(huán)境保護(hù)作用極為明顯。

2.3 機(jī)制砂的壓碎指標(biāo)值也作了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整

本規(guī)程與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制砂壓碎指標(biāo)值對(duì)比見(jiàn)表3。

3 預(yù)拌機(jī)制砂混凝土的技術(shù)性能

為了使本技術(shù)規(guī)程具有可操作性，在研究分析了國(guó)內(nèi)外有關(guān)技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了機(jī)制砂的檢測(cè)與人工級(jí)配的試驗(yàn)、混凝土配合比設(shè)計(jì)與試驗(yàn)、混凝土彈性模量與軸心抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)、混凝土抗?jié)B性試驗(yàn)、混凝土抗裂與收縮試驗(yàn)。這些試驗(yàn)結(jié)果，為“預(yù)拌機(jī)制砂混凝土技術(shù)規(guī)程”提供了相關(guān)的技術(shù)參數(shù)與編制依據(jù)。

3.1 預(yù)拌機(jī)制砂混凝土的配合比設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

預(yù)拌機(jī)制砂混凝土的配合比設(shè)計(jì)首先遵照“普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程”（JGJ55—2000）、“預(yù)拌混凝土”（GB/T14902—2003）、“混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程”（JGJ/T10—95）以上三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)技術(shù)規(guī)定。

但機(jī)制砂有其自身的特點(diǎn)，導(dǎo)致其混凝土配合比設(shè)計(jì)與普通混凝土不完全一致的地方，為了有效保證混凝土生產(chǎn)控制，因此在混凝土配合比設(shè)計(jì)中提出了主要技術(shù)參數(shù)的控制：

（1）機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)宜控制在2.4～2.8范圍內(nèi)；

（2） 預(yù)拌機(jī)制砂混凝土的砂率宜控制在35%～45%范圍內(nèi)；

（3）預(yù)拌機(jī)制砂混凝土拌合物的入泵坍落度宜控制在210±20mm范圍內(nèi)；混凝土拌合物的擴(kuò)展度不宜小于400mm。

以上技術(shù)參數(shù)，在通常情況下是應(yīng)該也可以實(shí)施的。但某些工程由于受條件限制，不一定能達(dá)到，如經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，采取一定措施，對(duì)預(yù)拌機(jī)制砂混凝土質(zhì)量不形成影響，也可以超越有關(guān)的技術(shù)參數(shù)，所以，本規(guī)程此處用了一個(gè)“宜”字。

3.2 預(yù)拌機(jī)制砂混凝土的配制

用細(xì)度模數(shù)為2.0、2.5、2.9分別配制的混凝土，均具有與普通混凝土一樣的齡期效應(yīng)的規(guī)律性；7d、28d的混凝土抗壓強(qiáng)度與灰水比之間具有良好的線性相關(guān)性；機(jī)制砂混凝土的保水性、粘聚性?xún)?yōu)于普通混凝土，但混凝土的擴(kuò)展度小于普通混凝土，其振動(dòng)和易性與普通混凝土無(wú)大差異。

混凝土抗壓強(qiáng)度、軸心抗壓強(qiáng)度在水泥用量相同、坍落度相同的條件下，同齡期的機(jī)制砂混凝土、中砂混凝土、卵石機(jī)制砂混凝土無(wú)大差異。

編制組在強(qiáng)度試驗(yàn)方面，試驗(yàn)值僅達(dá)到了70MPa多一些的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此，本規(guī)程在總則中規(guī)定了混凝土強(qiáng)度等級(jí)適用于不大于C60的混凝土。

3.3 預(yù)拌機(jī)制砂混凝土的彈性模量

砂的細(xì)度模數(shù)基本相同的條件下，機(jī)制砂混凝土的彈性模量低于中砂混凝土、卵石機(jī)砂混凝土。即使如此，水泥用量在270kg/m3的條件下，機(jī)制砂混凝土的彈性模量達(dá)3.80×104MPa，能達(dá)到《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010—2002）的C80混凝土的規(guī)定值。

3.4 預(yù)拌機(jī)制砂混凝土的收縮性

機(jī)制砂混凝土的抗裂性能與機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)大小（在2.0～2.9范圍內(nèi)）無(wú)明顯的關(guān)聯(lián)性。機(jī)制砂混凝土的收縮變形值，在水泥用量相同的條件下，均比中砂混凝土、卵石機(jī)砂混凝土要大一些。這就要求機(jī)制砂混凝土在澆筑完成后的振搗、抹面、養(yǎng)護(hù)等的施工工藝，必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)標(biāo)有關(guān)規(guī)范、規(guī)程操作，尤其是養(yǎng)護(hù)工藝。

3.5 預(yù)拌機(jī)制砂混凝土的抗?jié)B性

在低水泥用量（270kg/m3）條件下的機(jī)制砂混凝土的抗?jié)B透性能優(yōu)于中砂混凝土與卵石機(jī)制砂混凝土。

4 本技術(shù)規(guī)程的基本特點(diǎn)

（1）用機(jī)制砂作為單一細(xì)骨料來(lái)配制預(yù)拌混凝土，是國(guó)內(nèi)第一部地方性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)闆](méi)有經(jīng)驗(yàn)、沒(méi)有先例，因此在采用巖種方面、混凝土強(qiáng)度等級(jí)方面，給予了較嚴(yán)格的限制。隨著時(shí)間的推移、技術(shù)的發(fā)展、經(jīng)驗(yàn)的積累，相信在今后將會(huì)有所突破。

（2）因?yàn)闄C(jī)制砂的生產(chǎn)是規(guī)?；?、工業(yè)化生產(chǎn)，而且是作為商品出售的，因此，要求機(jī)制砂生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)建立與規(guī)模相適應(yīng)的質(zhì)量檢測(cè)體系，這顯然與地材的天然砂，在管理體系上有所區(qū)別，即上升了一個(gè)臺(tái)階。

（3）本規(guī)程強(qiáng)調(diào)了技術(shù)質(zhì)量的管理層面。如本技術(shù)規(guī)程的第7章的技術(shù)協(xié)作、第3章、第11章等某些條款。這是由于技術(shù)必須通過(guò)管理才能得到落實(shí)，這里也蘊(yùn)含了重慶市目前施工隊(duì)伍素質(zhì)參差不齊的因素。

（4）重慶市混凝土工程程序基本上是混凝土澆筑前是由預(yù)拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)，混凝土澆筑后是由施工單位承擔(dān)的。而結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度質(zhì)量是施工單位加入了不少施工元素，這些元素對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)體混凝土強(qiáng)度將會(huì)產(chǎn)生影響，有時(shí)產(chǎn)生明顯影響，為此，單獨(dú)立了一章，以區(qū)別于以往的一些標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程。

（5）由于某些原因，如試模的質(zhì)量、試件的制作、養(yǎng)護(hù)等不到位，形成試件質(zhì)量檢驗(yàn)不合格的情況時(shí)有發(fā)生，但這并不表示該混凝土質(zhì)量就是不合格。因此本規(guī)程制定了第11章的“質(zhì)量問(wèn)題的處理”。