公路工程機(jī)制砂混凝土性能探究

俞國(guó)棟

（甘肅省交通工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理局，甘肅 蘭州 730070）

一、材料

根據(jù)某項(xiàng)目施工中的試驗(yàn)研究來(lái)看，機(jī)制砂自身?yè)碛休^為粗糙的表面，存在棱角數(shù)量較大。在各類(lèi)因素綜合影響下，機(jī)制砂混凝土的原材料綜合性能存在較大變化，主要變化包含了綜合強(qiáng)度和可擴(kuò)展性等。

二、砂率對(duì)機(jī)制砂混凝土性能造成的影響

一般情況下，采用機(jī)制砂拌和混凝土?xí)r的砂率太低，混凝土性能會(huì)存在泌水、離析等問(wèn)題；而當(dāng)機(jī)制砂混凝土砂率過(guò)高，機(jī)制砂混凝土又會(huì)存在流動(dòng)度較差、黏性不夠等問(wèn)題。在機(jī)制砂混凝土性能的各類(lèi)影響因素中，砂率屬于關(guān)鍵性因素。

為了進(jìn)一步細(xì)化研究機(jī)制砂配合比中砂率對(duì)混凝土帶來(lái)的各方面影響，確定機(jī)制砂混凝土的強(qiáng)度、坍落度與擴(kuò)展度三部分作為主要參考指標(biāo)，開(kāi)展了具體試驗(yàn)驗(yàn)。對(duì)3組砂率不同的機(jī)制砂混凝土性能進(jìn)行考察。

3組機(jī)制砂混凝土的砂率分別為A組40%，B組45%，C組50%。結(jié)果顯示C組坍落度性能最強(qiáng)，B組次之，A組最弱；C組擴(kuò)展性能最強(qiáng)，B組次之，A組最弱。3組機(jī)制砂混凝土的綜合強(qiáng)度相比較，相對(duì)差異小。機(jī)制砂混凝土的砂率在45%～50%浮動(dòng)為最佳，若比最佳值高，則可能會(huì)使得機(jī)制砂混凝土過(guò)于干燥，影響其綜合使用性能。若低于最佳值，則可能會(huì)使得機(jī)制混凝土強(qiáng)度不夠，出現(xiàn)和易性欠缺等問(wèn)題。故應(yīng)當(dāng)結(jié)合機(jī)制砂混凝土實(shí)際應(yīng)用情況，以最優(yōu)值為基礎(chǔ)，調(diào)整砂率。

三、膠凝材料含量對(duì)機(jī)制砂混凝土性能造成的影響

結(jié)合實(shí)際施工情況及3組機(jī)制砂混凝土試驗(yàn)來(lái)看，機(jī)制砂混凝土采用的一般為中砂，同時(shí)在調(diào)整混凝土的配合比時(shí)也會(huì)出現(xiàn)部分限制因素?？紤]到該情況，在工作實(shí)踐時(shí)，適當(dāng)加入合適比例的膠凝材料，從而完整填充機(jī)制砂混凝土內(nèi)部存在的縫隙，提高混凝土建筑表面平整度。另外，該方法也可以有效提高機(jī)制砂混凝土的穩(wěn)定性與和易性，滿足混凝土攪拌設(shè)備的基本需要。

如果機(jī)制砂混凝土本身強(qiáng)度處于較低情況，則在對(duì)混凝土采取拌和措施時(shí)，會(huì)相應(yīng)減少水泥的使用量，而這一情況的最終結(jié)果是膠凝材料的整體含量會(huì)隨之相應(yīng)降低。結(jié)合這種情況來(lái)看，如果想要有效提高機(jī)制砂混凝土的綜合性能，確保其性能穩(wěn)定，則需要在調(diào)整配合比時(shí)，制定一個(gè)膠凝材料使用量的最低標(biāo)準(zhǔn)，從而確保機(jī)制砂混凝土的膠凝材料滿足最低要求，進(jìn)而確保在機(jī)制砂混凝土內(nèi)膠凝材料含量滿足可泵性需求的基礎(chǔ)上，滿足建筑工程施工需要。

為了詳細(xì)研究配合比中膠凝材料給機(jī)制砂混凝土各方面帶來(lái)的影響，尤其是混凝土坍塌、粘聚、保持水分及可泵性等四方面綜合性能，采取了對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)。試驗(yàn)將4組膠凝材料含量不同的機(jī)制砂混凝土的綜合性能進(jìn)行了比較。（4組樣本機(jī)制砂混凝土的膠凝材料含量分別為：A組310kg/m3，B組330kg/m3，C組350kg/m3，D組380kg/m3）。記錄不同膠凝材料含量下，機(jī)制砂混凝土的綜合性能相互對(duì)比。

A、B兩組機(jī)制砂混凝土的四項(xiàng)性能均較差，而C組機(jī)制砂混凝土的四項(xiàng)性能則比A、B組相對(duì)良好，D組機(jī)制砂混凝土的四項(xiàng)性能比C組相對(duì)較好。根據(jù)以上4組試驗(yàn)結(jié)果可知，在控制機(jī)制砂混凝土的膠凝材料含量時(shí)350kg/m3～380kg/m3為宜，若膠凝材料低于350kg/m3，則坍塌度、黏聚性能、保持水分性能及可泵性均會(huì)受到影響，給機(jī)制砂混凝土施工實(shí)踐帶來(lái)諸多不便。

以提高機(jī)制砂混凝土的綜合性能為目的，則需要在控制其膠凝材料含量時(shí)，優(yōu)先確保配合比值的合理性，再確認(rèn)膠凝材料的使用量至少高于330kg/m3這一數(shù)值。

四、水膠比對(duì)機(jī)制砂混凝土性能造成的影響

從某項(xiàng)目施工實(shí)踐角度考慮，在機(jī)制砂混凝土的材料基本確定的基礎(chǔ)上，混凝土的強(qiáng)度往往會(huì)同膠凝材料的含量呈現(xiàn)出正比例增長(zhǎng)的關(guān)系。則水灰比確定的情況下，對(duì)機(jī)制砂混凝土的綜合強(qiáng)度可能會(huì)優(yōu)于普通混凝土，綜合考慮多種原因。

一是由于機(jī)制砂混凝土采用天然砂做主要成分，因而其綜合硬度、表面性質(zhì)穩(wěn)定性等均處于較高水平，又由于機(jī)制砂表面較為粗糙且含有較多棱角，在拌和時(shí)其黏結(jié)性能也會(huì)有所改善。

二是由于機(jī)制砂混凝土的特性，在拌和時(shí)混凝土內(nèi)部所存在的石粉會(huì)與混凝土的水泥等拌和料發(fā)生充分反映，并析出水化碳鋁酸鈣等成分，進(jìn)一步對(duì)混凝土內(nèi)部各摻和料的相互反應(yīng)發(fā)揮抑制作用。

三是機(jī)制砂混凝土中含有大量碳酸鈣，在拌和時(shí)長(zhǎng)期受到高濃度氫氧化鈣影響，表面也會(huì)出現(xiàn)必然性反應(yīng)。如果混凝土采用的是天然砂，則內(nèi)部會(huì)含有大量二氧化硅，不容易出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)。另外機(jī)制砂混凝土與天然砂混凝土相比，雖然均含有石粉，但前者的石粉顆粒相對(duì)較為細(xì)小，因而在發(fā)生反應(yīng)時(shí)，更為充分。同時(shí)，這部分石粉在發(fā)生反應(yīng)后，能夠充分填補(bǔ)混凝土內(nèi)部所含的孔隙，從而顯著提高其密實(shí)性，提升其綜合強(qiáng)度。

為了明確水灰比給混凝土強(qiáng)度帶來(lái)的巨大影響，同樣對(duì)比4組不同水灰比的機(jī)制砂混凝土性能（A組為0.335，B組為0.435，C組為0.535，D組為0.635）。根據(jù)試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果顯示，水灰比的上升，混凝土強(qiáng)度也隨之出現(xiàn)了變化。因而在其他摻合料比例不變的情況下，可以通過(guò)適當(dāng)減小水膠比，水膠比不宜大于0.535或者更低，水膠比的降低對(duì)機(jī)制砂混凝土的強(qiáng)度提高有了較好的保障。

五、結(jié)語(yǔ)

本文主要結(jié)合了某項(xiàng)目施工中多次對(duì)機(jī)制砂混凝土試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性，深入分析了機(jī)制砂混凝土各項(xiàng)性能帶來(lái)的影響。根據(jù)試驗(yàn)研究最終結(jié)果，可大致得出經(jīng)驗(yàn)結(jié)論，為確保機(jī)制砂混凝土各項(xiàng)性能的最優(yōu)，為后續(xù)公路工程混凝土施工提供有力幫助，機(jī)制砂混凝土應(yīng)將砂率、膠凝材料水膠比等控制在有效范圍內(nèi)。據(jù)調(diào)查國(guó)內(nèi)各地區(qū)機(jī)制砂材質(zhì)存在部分差異，在機(jī)制砂投入混凝土使用施工前還應(yīng)做好大量的試驗(yàn)工作，確保機(jī)制砂混凝土的性能穩(wěn)定性。