機(jī)制砂特性及其在混凝土中的應(yīng)用分析與闡述

鐘華金（福建億昇建材有限公司）

機(jī)制砂特性及其在混凝土中的應(yīng)用分析與闡述

鐘華金
（福建億昇建材有限公司）

機(jī)制砂屬于一種中粗砂，是粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，細(xì)度模數(shù)在2.6mm到3.6mm之間。目前，高性能混凝土中一般都含有機(jī)制砂，這種混凝土的英文全稱是High performance concrete，經(jīng)常被簡(jiǎn)寫(xiě)成HPC，其耐久性、穩(wěn)定性、柔韌度與強(qiáng)度在機(jī)制砂的作用下更為良好。本文將簡(jiǎn)單介紹機(jī)制砂及其特性，并淺析機(jī)制砂在混凝土中的運(yùn)用。

機(jī)制砂；特性；高性能混凝土

機(jī)制砂這種粒徑小于4.75mm的巖石顆粒屬于中粗砂，主要是由出土處理、磨碎、篩分制砂等程序制作而成。它和天然砂不同，大多呈砂片狀顆粒，穩(wěn)定性良好。在混凝土中，機(jī)制砂一般都被配成了砂漿以穩(wěn)定混凝土的結(jié)構(gòu)。但是，我國(guó)的機(jī)制砂在混凝土工程的應(yīng)用中尚且存在一些必須解決的問(wèn)題，像機(jī)制砂中的石粉含量控制，機(jī)制砂的加工工藝與質(zhì)量控制等。本文將系統(tǒng)論述這些問(wèn)題，并從控制好機(jī)制砂中的石粉含量；提高加工技術(shù)；確保機(jī)制砂的生產(chǎn)質(zhì)量，做好混凝土的質(zhì)檢工作等三個(gè)方面來(lái)探討機(jī)制砂在混凝土中的運(yùn)用方案。

1　機(jī)制砂及其特性

機(jī)制砂是一種粒徑小于4.75mm的巖石顆粒，它屬于中粗砂，其基本生產(chǎn)流程是從礦石、鵝卵石、尾礦中提煉集料并磨制成砂。其中，用礦石磨制的機(jī)制砂質(zhì)量?jī)?yōu)、穩(wěn)定性高，但是數(shù)量很少，而且礦石非常珍貴，用礦石磨制機(jī)制砂缺乏經(jīng)濟(jì)性；用來(lái)生產(chǎn)機(jī)制砂的鵝卵石大多來(lái)自河道，裹挾著大量的泥沙和天然砂，磨制出來(lái)機(jī)制砂質(zhì)量參差不齊，數(shù)量也不多；從嚴(yán)格意義上來(lái)講，用尾礦生產(chǎn)的機(jī)制砂是從尾礦中的生石灰、碎石塊加工而成的，經(jīng)過(guò)篩分以后的機(jī)制砂質(zhì)量差別較大，石粉含量較高，顆粒較大，表面不如天然砂細(xì)膩。目前，在配置混凝土?xí)r都會(huì)添加機(jī)制砂，特別是適用于大型建筑工程與路橋工程的高性能混凝土，這種混凝土的英文名是High performance concrete，經(jīng)常簡(jiǎn)寫(xiě)成HPC，不僅在耐久性、穩(wěn)定性、柔韌度與強(qiáng)度方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，而且比使用普通混凝土更為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。高性能混凝土含有砂漿、石灰石、粘土、石膏粉和煤粉。其中的砂漿就是由機(jī)制砂配置而成的，其結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定堅(jiān)固，維護(hù)了高性能混凝土的耐久性與穩(wěn)定性。石灰石又稱為生石灰（quicklime）或者氧化鈣（calcium oxide），是一種無(wú)機(jī)化合物，一般呈現(xiàn)為白色或者淺灰色塊狀，在灰漿、熟石膏、水泥中占有重要比例。粘土（clay）是直徑小于0.005毫米的土質(zhì)顆粒，屬于含水鋁硅酸鹽，將粘土加入到高性能混凝土可以防滲水。石膏粉由石膏（gypsum）磨制而成的，是一種具有重要實(shí)用價(jià)值的硫酸鹽礦物，主要成分是水硫酸鈣，用做建筑材料可以有效確保建筑質(zhì)量。在高性能混凝土中添加煤粉可以提高混凝土的粘合性與穩(wěn)定性。

2　機(jī)制砂在混凝土中的應(yīng)用問(wèn)題

2.1 機(jī)制砂中的石粉含量控制不當(dāng)

高性能混凝土的砂漿是由機(jī)制砂配置而成的，機(jī)制砂中含有適量的石粉方能維護(hù)混凝土的穩(wěn)定性和柔韌性，但是，機(jī)制砂中的石粉含量往往很難把握。部分機(jī)制砂加工企業(yè)不是特別注重石粉的添加，嚴(yán)重影響機(jī)制砂的質(zhì)量。

2.2 機(jī)制砂的加工工藝有待提升

據(jù)專家研究，我國(guó)企業(yè)加工機(jī)制砂的機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國(guó)，自動(dòng)化技術(shù)含量較低，在提煉集料時(shí)很難充分汲取礦石、鵝卵石、尾礦中的砂質(zhì)原料，造成了不必要的資源浪費(fèi)，在一定程度上減少了機(jī)制砂的生產(chǎn)數(shù)量，不能為混凝土提供充足的優(yōu)質(zhì)機(jī)制砂。其次，鵝卵石一般都帶有天然泥沙，加工機(jī)械設(shè)備不會(huì)自動(dòng)過(guò)濾這種天然泥沙，導(dǎo)致機(jī)制砂的穩(wěn)定性降低。

2.3 機(jī)制砂的質(zhì)量難以保證

多數(shù)加工企業(yè)在機(jī)制砂生產(chǎn)完畢后不注重對(duì)機(jī)制砂的質(zhì)量檢測(cè)，沒(méi)有嚴(yán)格檢驗(yàn)機(jī)制砂的穩(wěn)定性、粘結(jié)力和石粉參數(shù)比，很少給機(jī)制砂添加適當(dāng)?shù)姆勖夯遥瑢?dǎo)致機(jī)制砂的質(zhì)量沒(méi)有保證。另外，企業(yè)一般都是直接把剛生產(chǎn)出來(lái)的機(jī)制砂摻入混凝土中，也沒(méi)有對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)密度、粘結(jié)力和防水性能以及抗壓強(qiáng)度進(jìn)行有效的檢測(cè)。

3　機(jī)制砂在混凝土中的應(yīng)用方案

3.1 控制好機(jī)制砂中的石粉含量

在高性能混凝土中加入機(jī)制砂之前要控制好機(jī)制砂中的石粉含量，需要注意的是，機(jī)制砂中的石粉主要是指粒徑小于76um而大于16um的小顆粒，而且，石粉的平均力度應(yīng)該是天然泥沙的4倍。天然泥沙對(duì)高性能混凝土的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)有害，給機(jī)制砂加入適量的石粉可以彌補(bǔ)機(jī)制砂的缺陷，提高混凝土的細(xì)骨料質(zhì)量。因此，要盡量降低機(jī)制砂中的天然泥沙含量，將機(jī)制砂的石粉含量比控制在3%、5%和7%之間，這樣可以有效改善機(jī)制砂和混凝土的性能，維護(hù)混凝土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。另一方面，為了防止機(jī)制砂在開(kāi)采與加工過(guò)程中被摻入天然泥土，需要借助快速檢驗(yàn)和亞甲藍(lán)MB值實(shí)驗(yàn)對(duì)機(jī)制砂及其所含的石粉量和其他參數(shù)比進(jìn)行嚴(yán)密的檢測(cè)。而且，不能使用水洗法來(lái)控制機(jī)制砂中的石粉含量，這樣不僅會(huì)造成水資源浪費(fèi)，而且嚴(yán)重影響機(jī)制砂的質(zhì)量?？梢砸罁?jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在配置強(qiáng)度大于C30的機(jī)制砂高性能混凝土?xí)r將石粉含量控制在10%以內(nèi)，強(qiáng)度在C20到C30之間機(jī)制砂高性能混凝土的石粉含量不能高于15%，強(qiáng)度小于C20的機(jī)制砂高性能混凝土的石粉含量應(yīng)小于20%，這樣可以有效維護(hù)機(jī)制砂混凝土的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

3.2 提高加工技術(shù)

要運(yùn)用機(jī)制砂來(lái)維護(hù)高性能混凝土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，必須為混凝土提供大量的優(yōu)質(zhì)機(jī)制砂，不能用劣質(zhì)材料來(lái)代替機(jī)制砂，因此，要提高機(jī)制砂的加工技術(shù)和機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化含量，充分汲取礦石、鵝卵石、尾礦中的優(yōu)等原料，避免資源浪費(fèi)，而且要及時(shí)過(guò)濾鵝卵石的天然泥沙，維護(hù)混凝土的穩(wěn)定性和柔韌性。

3.3 確保機(jī)制砂的生產(chǎn)質(zhì)量，做好混凝土的質(zhì)檢工作

企業(yè)在加工好機(jī)制砂之后應(yīng)立即檢驗(yàn)機(jī)制砂的質(zhì)量，對(duì)機(jī)制砂的穩(wěn)定性、粘結(jié)力和石粉參數(shù)比進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)與實(shí)驗(yàn)，要給機(jī)制砂添加適量的粉煤灰以確保機(jī)制砂符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求。其次，要做好摻入機(jī)制砂的混凝土質(zhì)檢工作，對(duì)混凝土進(jìn)行熱處理、酸處理、堿處理和鹽處理實(shí)驗(yàn)，并注意觀察混凝土在這四種處理工作中的測(cè)試結(jié)果，熱處理的拉伸程度應(yīng)保持在96%，酸處理不能低于91%，堿處理的拉伸程度應(yīng)保持在93%，鹽處理需控制在95%以上，這樣方能保持混凝土的結(jié)構(gòu)密度與不透水性，然后通過(guò)預(yù)算砂漿與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度來(lái)檢混凝土的防水效果，其粘結(jié)強(qiáng)度不能低于98%，這樣方能全面確?；炷恋哪途眯浴⒎€(wěn)定性、柔韌度、防水性能與抗壓能力符合高性能混凝土的標(biāo)準(zhǔn)。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，機(jī)制砂屬于一種粒徑小于4.75mm的中粗砂，其細(xì)度模數(shù)在2.6mm到3.6mm之間，基本生產(chǎn)流程是從礦石、鵝卵石、尾礦中提煉集料并磨制成砂。在混凝土中加入機(jī)制砂可以有效提高混凝土的耐久性、穩(wěn)定性、柔韌度與抗壓能力。但是，我國(guó)的機(jī)制砂在混凝土工程的應(yīng)用中尚且存在一些必須解決的問(wèn)題，例如機(jī)制砂中的石粉含量控制不當(dāng)，其加工工藝有待提升，機(jī)制砂的質(zhì)量難以保證等。因此，必須控制好機(jī)制砂中的石粉含量，提高加工技術(shù)，確保機(jī)制砂的生產(chǎn)質(zhì)量，做好混凝土的質(zhì)檢工作，以維護(hù)混凝土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

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