機(jī)制砂在預(yù)應(yīng)力混凝土中的應(yīng)用

（招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 400060）

機(jī)制砂在預(yù)應(yīng)力混凝土中的應(yīng)用

劉 焰

（招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 400060）

水泥混凝土因?yàn)槠涓叨鹊目伤苄?、耐久性以及可以根?jù)不同需要選擇合適的強(qiáng)度等級(jí)而在工程建設(shè)中得到了廣泛的利用。天然砂是不可再生資源，近些年隨著大規(guī)模的開(kāi)采利用，已日漸走向枯竭，機(jī)制砂的應(yīng)用日趨重要。文章結(jié)合機(jī)制砂在預(yù)應(yīng)力混凝土中應(yīng)用的實(shí)踐狀況，在對(duì)機(jī)制砂特性進(jìn)行詳細(xì)解析的前提下，針對(duì)機(jī)制砂在混凝土中應(yīng)用談?wù)勛约旱膸c(diǎn)看法和建議。

機(jī)制砂；預(yù)應(yīng)力混凝土；應(yīng)用

不管在房屋建筑、市政工程還是在公路、橋梁、隧道、水利，水泥混凝土都是建筑材料的第一選擇，水泥混凝土的重要組成部分細(xì)集料嚴(yán)重影響著混凝土的流動(dòng)性、坍落度、坍落度損失、耐久性等方面，天然砂的日益枯竭將機(jī)制砂的重要性展現(xiàn)在我們面前。重慶東南某高速公路項(xiàng)目處于烏江、郁江峽谷，地形地質(zhì)條件極為復(fù)雜，橋隧比例占到了路線總長(zhǎng)的80%以上，需要數(shù)量巨大的混凝土材料。該項(xiàng)目沿線天然砂嚴(yán)重缺乏，滿足質(zhì)量要求的天然砂到場(chǎng)單價(jià)近400元/m3，于水泥價(jià)格相當(dāng)，而若使用當(dāng)?shù)貎?chǔ)量豐富的石灰?guī)r加工機(jī)制砂到場(chǎng)單價(jià)僅70～110元/m3，經(jīng)濟(jì)效益非?？陀^，可大規(guī)模降低工程建設(shè)成本。

近些年，工程技術(shù)人員對(duì)機(jī)制砂研究從未間斷，取得了相當(dāng)大的成就，成功配制出滿足各方面使用要求的高性能混凝土，機(jī)制砂完全可以達(dá)到規(guī)范規(guī)定的質(zhì)量要求，所配制的混凝土在某些指標(biāo)方面甚至超過(guò)使用天然砂配制的混凝土,機(jī)制砂的運(yùn)用是混凝土技術(shù)未來(lái)發(fā)展的必然選擇。

1 機(jī)制砂特性分析

機(jī)制砂是值天然巖石、礫石經(jīng)機(jī)械破碎、篩分、除塵等工藝加工而成的小于4.75mm的具有一定級(jí)配的巖石顆粒。機(jī)制砂同天然砂相比，具有一定的棱角性、表面粗糙、含有較多石粉，細(xì)度模數(shù)較大，多為中、粗砂。這些特性讓其在混凝土配制時(shí)需要較大的砂率、需水量大，同樣水泥用量時(shí)強(qiáng)度偏低。同時(shí)，由于加工工藝和母巖的變化造成機(jī)制砂質(zhì)量波動(dòng)較大。同時(shí)，在石粉含量在一定范圍內(nèi)時(shí)，石粉中的碳酸鹽在水泥水化過(guò)程中與水泥的鋁硅酸鹽形成碳鋁酸鹽,使水泥強(qiáng)度得以提高。石粉含量大于10%時(shí),隨取代量的增加水泥強(qiáng)度呈直線下降,原因是水泥的鋁成分有限,過(guò)多的石粉只能起惰性料的填充作用,反而降低水泥的活性。所以，機(jī)制砂的使用，控制石粉含量是最重要的環(huán)節(jié)。

目前，由于機(jī)制砂生產(chǎn)規(guī)模較小，設(shè)備投入?yún)⒉畈积R，相當(dāng)一部分機(jī)制砂由于工藝問(wèn)題會(huì)有很多的片狀顆粒，這將加大混凝土需水量，降低混凝土流動(dòng)性。為此，加入整型機(jī)，整合機(jī)制砂進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)尤為緊迫。

機(jī)制砂還具有改善混凝土抗?jié)B和抗凍性，生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量可人工控制等優(yōu)勢(shì)。只有充分利用機(jī)制砂的優(yōu)勢(shì)條件，才能確保機(jī)制砂的力學(xué)性和耐用性，使其完全符合相關(guān)方面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

2 機(jī)制砂在混凝土中的應(yīng)用

2.1 機(jī)制砂石粉的作用

從本質(zhì)上說(shuō)，天然砂和機(jī)制砂最主要的區(qū)別在于：生產(chǎn)機(jī)制砂時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不少的石粉。一般來(lái)說(shuō)，石粉中的化學(xué)含量和礦物質(zhì)含量有著十分巨大的差別。正因?yàn)槿绱耍陬A(yù)應(yīng)力混凝土中，石粉所起的作用也大不相同。對(duì)于混凝土而言，機(jī)制砂中的石粉是十分有益的。調(diào)查研究表明，適當(dāng)?shù)幕烊胧郏欣谶M(jìn)一步改進(jìn)和調(diào)整混凝土特細(xì)骨料的級(jí)配，有利于最大限度地提高混凝土的綜合性能。同時(shí)，混凝土中的石粉含量一旦超出了一定限度，就會(huì)引發(fā)一系列的問(wèn)題，比如降低混凝土強(qiáng)度，增大水泥用量，坍落度損失大等。正因?yàn)槿绱?，我們?yīng)該結(jié)合具體的混凝土強(qiáng)度，科學(xué)、合理地控制混凝土中的石粉含量。實(shí)踐表明，石粉含量維持在百分之八和百分之十之間為佳。

2.2 采用新工藝提高機(jī)制砂的生產(chǎn)質(zhì)量

從某種意義上說(shuō)，機(jī)制砂品質(zhì)的好壞，會(huì)對(duì)混凝土質(zhì)量產(chǎn)生十分巨大的影響力。換句話說(shuō)，建筑工程的使用效能是否得以充分發(fā)揮，很大程度上取決于機(jī)制砂品質(zhì)的好壞，機(jī)制砂品質(zhì)的好壞，與建筑工程的施工質(zhì)量息息相關(guān)。在目前的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)水平的制約下，相當(dāng)一部分機(jī)制砂的粗糙度和圓弧度還無(wú)法達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。從目前看來(lái)，我們應(yīng)該充分運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，充分考慮機(jī)制砂的實(shí)踐狀況，科學(xué)、合理地制定相應(yīng)的生產(chǎn)流程，從而大幅度提高機(jī)制砂的生產(chǎn)質(zhì)量。另外，加快科學(xué)研究不容忽視。

2.3 配比思路稍作調(diào)整

機(jī)制砂混凝土、天然砂混凝土配比設(shè)計(jì)由于其特征的不同存在加大差異。與天然砂水灰相比，我們使用的機(jī)制砂在放大到一定比例之后，能夠大幅度提高混凝土強(qiáng)度。更進(jìn)一步說(shuō)，在絕大部分混凝土中，粉煤灰被替代成石粉具有一定的可行性和實(shí)踐性。值得肯定的是，相當(dāng)一部分國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)會(huì)做粉煤灰被替代成石粉相關(guān)方面的實(shí)驗(yàn)，取得了一定的成效。實(shí)踐表明，企業(yè)采用的粉煤灰被替代成石粉之后，有利于大幅度降低混凝土的用水量，有利于最大限度地改善和易性，有利于大幅度提升流動(dòng)性能。正因?yàn)槿绱?，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到，機(jī)制砂能夠?qū)︻A(yù)應(yīng)力混凝土產(chǎn)生十分重要的影響力。這里需要明確的是，結(jié)合建筑單位具體的實(shí)踐狀況，科學(xué)、合理地設(shè)定配比值勢(shì)在必行。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，機(jī)制砂在預(yù)應(yīng)力混凝土中的應(yīng)用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)相當(dāng)一部分發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)，研究機(jī)制砂的經(jīng)驗(yàn)和取得的成果明顯比發(fā)展中國(guó)家多。我國(guó)西南部地區(qū)自然資源十分匱乏，機(jī)制砂在預(yù)應(yīng)力混凝土中的應(yīng)用已經(jīng)較為普及。為了最大限度地將科技含量較高的機(jī)制砂技術(shù)進(jìn)行推廣，我們應(yīng)該齊心協(xié)力，大幅度提升機(jī)制砂在預(yù)應(yīng)力混凝土中的應(yīng)用的關(guān)注度。

[1]吳梅.機(jī)制砂特性分析及其在混凝土中的有效應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2013.

TU521

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1003-5168(2014)06-0072-01