機(jī)制砂在高性能混凝土中的應(yīng)用

葛衛(wèi)

摘要：本文結(jié)合我國(guó)機(jī)制砂的使用現(xiàn)狀，對(duì)機(jī)制砂在高性能混凝土中的應(yīng)用做了具體的分析，通過調(diào)查研究掌握了機(jī)制砂摻加細(xì)砂配制高性能混凝土的變化規(guī)律，本研究認(rèn)為若想滿足高性能混凝土的各項(xiàng)施工技術(shù)的要求，需要嚴(yán)格控制機(jī)制砂和天然細(xì)砂的比例：60%的機(jī)制砂加上40%的天然細(xì)砂作為細(xì)骨料，這種比例配制的混凝土性能更好，相對(duì)天然中砂更具有優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：機(jī)制砂；高性能；混凝土

中圖分類號(hào)：TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）30-0147-02

0引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)數(shù)量也呈逐年上升的趨勢(shì)，同而建筑用砂需求量也越來越大。我國(guó)是世界上消耗砂的大國(guó)，每年其消耗約50億m³。天然砂資源是一種不可再生資源，在我國(guó)天然砂分布不均勻，如果對(duì)天然砂的開采不加以嚴(yán)格管理，會(huì)破壞自然環(huán)境，為了節(jié)約資源以及能源，保護(hù)我國(guó)的自然環(huán)境，提高其性能、降低成本，盡量減少對(duì)天然砂的使用，將機(jī)制砂作為主要骨料成分是可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

1機(jī)制砂使用現(xiàn)狀

機(jī)制砂相對(duì)于天然砂來說更具有優(yōu)勢(shì)，圖1為機(jī)制砂的消費(fèi)量趨勢(shì)圖由于其有害雜質(zhì)少，清潔無泥，符合生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，且具有質(zhì)地優(yōu)良，成分穩(wěn)定，級(jí)配良好等眾多優(yōu)點(diǎn)需求量年年增加，同時(shí)也可以通過生產(chǎn)工藝對(duì)細(xì)度模數(shù)進(jìn)行控制，機(jī)制砂的生產(chǎn)可以按照用戶的要求來組織生產(chǎn)。隨著機(jī)制砂被廣泛應(yīng)用在各基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)當(dāng)中，機(jī)制砂不僅配制出了從C10-C100的普通混凝土，且用機(jī)制砂已配制出了高性能泵送混凝土，強(qiáng)度為C100的機(jī)制砂混凝土90d實(shí)際強(qiáng)度更高，在實(shí)際應(yīng)用中它的強(qiáng)度為155MPa。在水利、水電工程當(dāng)中，機(jī)制砂的應(yīng)用最為成熟，像水利、水電工程要求相比于其它工程更高。對(duì)于機(jī)制砂的生產(chǎn)來說，它一般都是自產(chǎn)自用，一般應(yīng)用在如三峽大壩二期、三期工程等大中型生產(chǎn)線，像三峽工程一般都采用花崗巖機(jī)制砂做細(xì)骨料，水電工程如龍灘水電站其細(xì)骨料采用石灰?guī)r機(jī)制砂。除此之外，對(duì)于核電站工程這種大型工程來說，它也一般使用機(jī)制砂配制混凝土，因?yàn)榛炷恋膬?yōu)良性：機(jī)制砂穩(wěn)定性更好、可以控制。而核電站混凝土用量相對(duì)較大，且施工周期也較長(zhǎng)，一般常使用的河砂的細(xì)度模數(shù)與含泥量難以保證它長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性，使用機(jī)制砂可以對(duì)混凝土的質(zhì)量進(jìn)行控制。機(jī)制砂的使用在目前仍然處于起步階段，在市政、工業(yè)、民用工程應(yīng)用較少。

2機(jī)制砂生產(chǎn)過程中存在的問題

機(jī)制砂的應(yīng)用在質(zhì)量和數(shù)量上替代天然砂的比例較少。雖然近些年，機(jī)制砂行業(yè)取得了迅猛的發(fā)展成績(jī)，不過機(jī)制砂在市場(chǎng)當(dāng)中所占的份額比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如其它材料。機(jī)制砂受傳統(tǒng)觀念的束縛，也影響了它的開發(fā)和應(yīng)用，因?yàn)檫@個(gè)因素也影響了機(jī)制砂的推廣使用。因此，機(jī)制砂無論是質(zhì)量層面還是在數(shù)量層面，其代替天然砂的比例不容樂觀；沒有充分認(rèn)知到石粉對(duì)機(jī)制砂的作用。機(jī)制砂的石粉含量也是影響機(jī)制砂推廣使用的一個(gè)原因，很多人沒有充分認(rèn)識(shí)到石粉對(duì)機(jī)制砂所起到的作用。機(jī)制砂生產(chǎn)工藝較低。機(jī)制砂的生產(chǎn)行業(yè)受多種因素的影響，導(dǎo)致其生產(chǎn)工藝不高，現(xiàn)如今的生產(chǎn)方式會(huì)污染環(huán)境，其不僅會(huì)有噪聲污染，且會(huì)有粉塵污染。機(jī)制砂應(yīng)用在高性能混凝土的應(yīng)用相對(duì)于普通砂來說明顯不足，不過機(jī)制砂應(yīng)用在普通混凝土比高性能混凝土多，差別較大。行業(yè)準(zhǔn)入門檻低，機(jī)制砂的生產(chǎn)公司大多是由不具規(guī)模的中小企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)，所生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量差異較大，有好有壞，整體不理想，行業(yè)集中度不高，缺乏專業(yè)性，行業(yè)布局不合理，限制了機(jī)制砂的應(yīng)用和發(fā)展。機(jī)制砂由于其顆粒級(jí)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(jí)配波動(dòng)較大，導(dǎo)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(zhì)量缺陷。單純使用機(jī)制砂配置水泥混凝土還會(huì)造成水泥量的增加，不利于成本控制。機(jī)制砂中石粉含量對(duì)混凝土強(qiáng)度及彈性模量影響很大，石粉含量越高，混凝土強(qiáng)度和彈性模量會(huì)越低。

3機(jī)制砂在高性能混凝土中的應(yīng)用

3.1混凝土攪拌不易使用自落式攪拌機(jī)

對(duì)于混合砂拌制的混凝土來說，其工作性能相比河砂拌制的混凝土較差，通過試驗(yàn)比較混合砂拌制的混凝土和河砂拌制的混凝土無論是在外觀質(zhì)量還是強(qiáng)度方面都沒有明顯差異，不過混合砂拌制的混凝土外觀質(zhì)量穩(wěn)定性不是很好，且強(qiáng)度穩(wěn)定性能也不理想。為了混凝土的外觀質(zhì)量與強(qiáng)度兩者性能更為穩(wěn)定，混凝土攪拌不易使用自落式攪拌機(jī)，應(yīng)當(dāng)采用雙臥軸式或逆流式強(qiáng)制攪拌機(jī)拌和，為了強(qiáng)化對(duì)它的質(zhì)量控制，拌站應(yīng)當(dāng)采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，對(duì)其加以嚴(yán)格控制，現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵部位采用監(jiān)控系統(tǒng)，在混凝土進(jìn)行攪拌前，試驗(yàn)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)粗細(xì)集料的含水率進(jìn)行嚴(yán)格控制，目的是可以及時(shí)有效調(diào)整施工配合比。

3.2使混凝土的拌和時(shí)間有效延長(zhǎng)

通過混凝土拌和時(shí)間的有效延長(zhǎng)，使混凝土攪拌均勻，從而使混凝土的和易性得以增強(qiáng)?；旌仙爱?dāng)中含有機(jī)制砂的成分，機(jī)制砂的沒有河砂那樣光圓，通過延長(zhǎng)2.5分鐘至3分鐘的拌和時(shí)間，可以增強(qiáng)混凝土的和易性。

3.3對(duì)機(jī)制砂的生產(chǎn)藝加以嚴(yán)格控制

對(duì)機(jī)制砂的生產(chǎn)加工工藝加以嚴(yán)格控制，為了確保機(jī)制砂的質(zhì)量，機(jī)制砂在投入使用前，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格做好機(jī)制砂各指標(biāo)的檢驗(yàn)工作，如石粉含量、顆粒級(jí)配、壓碎值、泥塊含量、細(xì)度模數(shù)、MB值等。于此同時(shí)，因?yàn)闄C(jī)制砂由巖石經(jīng)檢驗(yàn)、破碎、加工、配制、篩分制得，因此機(jī)制砂在生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生質(zhì)量波動(dòng)。為了可以提高混凝土的使用性能，保證混凝土質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)和石粉含量，將±0.2左右作為兩者的變化范圍。

3.4機(jī)制砂混凝土拌合及運(yùn)輸

為了可能使混凝土的運(yùn)輸距離得以有效縮短，應(yīng)當(dāng)有效結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，充分利用施工便道條件，選擇最好的運(yùn)輸路線，在運(yùn)輸過程中，避免混凝土離析，嚴(yán)格控制好混凝土的運(yùn)輸時(shí)間，其運(yùn)輸時(shí)間不超過30分鐘。

機(jī)制砂混凝土在運(yùn)輸過程中應(yīng)確?；炷敛话l(fā)生離析、漏漿、嚴(yán)重泌水以及坍落度損失過多現(xiàn)象，運(yùn)輸?shù)綕沧⒌攸c(diǎn)的混凝土應(yīng)保持均勻和規(guī)定的坍落度。當(dāng)運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)的混凝土發(fā)生離析現(xiàn)象時(shí)應(yīng)在澆筑前對(duì)混凝土進(jìn)行二次攪拌，但不得加水?？梢圆捎蒙傺b快運(yùn)、少停留、少倒運(yùn)等方法來減少混凝土的含氣量和坍落度損失，并且要求施工現(xiàn)場(chǎng)報(bào)檢時(shí)間必須準(zhǔn)確，以免混凝土運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后不能得到及時(shí)澆注，造成混凝土拌合物性能的改變，從而影響混凝土的耐久性和外觀質(zhì)量。

3.5加強(qiáng)機(jī)制砂混凝土的振搗和養(yǎng)護(hù)

由于機(jī)制砂混凝土粘聚性較大，流動(dòng)性設(shè)有河砂好：所以在施工中應(yīng)加強(qiáng)混凝土的振搗，以確?；炷琳駬v均勻、密實(shí)。振搗時(shí)應(yīng)根據(jù)被振搗的混凝土結(jié)構(gòu)形式、斷面尺寸、深度等性質(zhì)選擇適宜的振搗器，應(yīng)能夠保證混凝土獲得足夠的振實(shí)程度，不得漏振、欠振和過振。對(duì)于鋼筋較密集，有預(yù)埋件難以澆筑和容易發(fā)生缺陷的部位應(yīng)預(yù)先制定好技術(shù)措施，確保順利布料和振搗密實(shí)。

由于機(jī)制砂石粉含量較多，水分散失較快，所以要求在混凝土澆筑完完畢后12h內(nèi)及時(shí)進(jìn)行覆蓋或?yàn)⑺B(yǎng)護(hù)，混凝土灑水養(yǎng)護(hù)及保濕時(shí)間不得少于14d以確保機(jī)制砂混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)：并且要及時(shí)掌握機(jī)制砂混凝土強(qiáng)度情況，確保機(jī)制砂混凝土施工質(zhì)量。

4結(jié)論

通過對(duì)機(jī)制砂與天然細(xì)砂按合理的比例所配制的混凝土完全可以代替由河砂所配制出的高性能混凝土，不僅可以保護(hù)環(huán)境，降低施工成本，同時(shí)也可以緩解區(qū)域建筑用砂矛盾，具有經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境效益、適應(yīng)性、社會(huì)效益等四重優(yōu)勢(shì)。機(jī)制砂不僅性能較好，且它的生產(chǎn)不受氣候、季節(jié)的影響，機(jī)制砂在生產(chǎn)過程中，倘若能夠有效控制其工藝，提高其性能指標(biāo)的穩(wěn)定性，那么不僅混凝土的經(jīng)濟(jì)性會(huì)得以提高，混凝土和易性以及力學(xué)性也都會(huì)有明顯的改善，利于降低建筑工程的施工成本，提高建筑工程的質(zhì)量。endprint