機(jī)制砂在預(yù)制T梁高性能混凝土中的應(yīng)用探析季志鵬

季志鵬

摘 要：通過當(dāng)前建筑行業(yè)建設(shè)情況可知，機(jī)制砂的應(yīng)用將成為必然趨勢，其生態(tài)性和經(jīng)濟(jì)性等方面優(yōu)勢較大，與此同時(shí)，在深入研究過程中，機(jī)制砂在交通建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。本文首先對(duì)機(jī)制砂的發(fā)展現(xiàn)狀和特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，提出在交通建設(shè)行業(yè)的發(fā)展過程中，機(jī)制砂將逐步取代天然河砂成為一種可開發(fā)利用資源，然后通過剖析采用機(jī)制砂配制預(yù)制T梁高性能混凝土?xí)r的性能特征和質(zhì)量控制要素，對(duì)其實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行闡述，旨在為今后交通建設(shè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用機(jī)制砂提供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)制砂;高性能混凝土;預(yù)制T梁;應(yīng)用

0 前言

在交通工程建設(shè)中，混凝土結(jié)構(gòu)物占據(jù)了重要地位，而在混凝土配制過程中，砂、石料作為骨架結(jié)構(gòu)材料，對(duì)其強(qiáng)度、工作性能等起到了關(guān)鍵作用。隨著社會(huì)發(fā)展，國家基礎(chǔ)建設(shè)投入的不斷加大和持續(xù)深入，天然河砂資源越來越不能滿足混凝土的生產(chǎn)需求，若不對(duì)開采過程加以限制，將使河流的生態(tài)平衡被破壞，面臨資源枯竭的問題，在此前提下，為了穩(wěn)步推進(jìn)交通建設(shè)行業(yè)長足發(fā)展，機(jī)制砂的應(yīng)用將成為趨勢。與天然河砂相比，機(jī)制砂的石粉含量、顆粒級(jí)配、性狀以及外觀等存在較大差異，為了進(jìn)一步提高混凝土配制的科學(xué)性，試驗(yàn)人員應(yīng)對(duì)機(jī)制砂進(jìn)行檢測分析，試配調(diào)整。本文以預(yù)制T梁高性能混凝土為基礎(chǔ)，對(duì)機(jī)制砂的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

1 機(jī)制砂在我國的發(fā)展現(xiàn)狀和特點(diǎn)

在我國交通工程建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大的前提下，混凝土用量與日俱增，天然河砂的開采也越來越多，逐漸出現(xiàn)破壞河道挖沙、毀田挖沙等過度開采的行為，生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。目前，我國很多地區(qū)都出現(xiàn)了河砂枯竭的問題，同時(shí)由于運(yùn)輸成本影響，無法長距離運(yùn)輸河砂，綜合考慮生態(tài)性和經(jīng)濟(jì)性可知，機(jī)制砂的推廣應(yīng)用將成為必然趨勢。做為一種可開發(fā)利用資源，機(jī)制砂主要有以下特點(diǎn)：

（1）生產(chǎn)工藝：在碎石生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生很多副產(chǎn)品，機(jī)制砂就是其中一種，由于破碎設(shè)施和地區(qū)差異，各個(gè)料場所生產(chǎn)的機(jī)制砂也不盡相同;

（2）外觀色澤：母材的顏色對(duì)機(jī)制砂顏色起決定性作用，如使用山石制備的機(jī)制砂主要呈黑色或灰白色等，而使用卵石制備的機(jī)制砂則主要呈黃色;

（3）石粉含量：與天然砂相比，機(jī)制砂夾雜大量石粉，一定程度上可以使混凝土的密實(shí)性、和易性得到改善;

（4）顆粒級(jí)配：機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)通常較天然砂大，而0.15 mm～0.6 mm篩孔的顆粒較少;

（5）顆粒性狀：機(jī)制砂顆粒偏尖銳帶棱角，能使水泥和骨料在混凝土拌合過程中良好結(jié)合，但因石粉含量較多，吸水量較大，會(huì)使和易性受到影響。為彌補(bǔ)該缺陷，應(yīng)對(duì)機(jī)制砂的石粉含量和破碎設(shè)施等合理選擇。

從各國研究報(bào)告可知，自20世紀(jì)60年代，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始對(duì)機(jī)制砂進(jìn)行應(yīng)用，而到70年代我國才開始研究，直到近十年，在河砂資源緊張的情況下，相關(guān)學(xué)者逐步重視起機(jī)制砂的應(yīng)用。由機(jī)制砂的特點(diǎn)可知，與天然砂相比，機(jī)制砂在生產(chǎn)、級(jí)配以及外觀等方面均存在差異，因此其對(duì)混凝土性能的影響也與天然砂存在差異，試驗(yàn)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況精心設(shè)計(jì)配合比，確定機(jī)制砂品種和用量，選擇合適的外加劑和摻合料，通過試配調(diào)整，使混凝土強(qiáng)度、工作性能等滿足設(shè)計(jì)和施工要求。

目前在我國，機(jī)制砂主要應(yīng)用于水利、房建等工程的中、小型構(gòu)件中，而在中西部地區(qū)，如湖北、云貴等地，由于河砂資源匱乏，其對(duì)機(jī)制砂的應(yīng)用更加成熟，在交通、市政工程橋梁施工中有著廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)。

2 用機(jī)制砂配制預(yù)制T梁高性能混凝土?xí)r的性能分析和施工質(zhì)量控制

根據(jù)機(jī)制砂在中西部地區(qū)交通、市政工程上的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，機(jī)制砂多用于橋梁墩柱、樁基等普通混凝土結(jié)構(gòu)，而在箱梁、T梁等混凝土密實(shí)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用卻有限，因此本文擬選取機(jī)制砂在預(yù)制T梁高性能混凝土中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并輔以科學(xué)管理的方法優(yōu)化配制，對(duì)施工質(zhì)量加以控制，具體如下。

2.1 用機(jī)制砂配制預(yù)制T梁高性能混凝土?xí)r的性能分析

在使用機(jī)制砂配制預(yù)制T梁高性能混凝土?xí)r，主要采取如下試驗(yàn)檢測流程。

2.1.1 原材料選擇

采用機(jī)制砂對(duì)C50混凝土配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)外加劑、水泥和粗細(xì)骨料等原材料進(jìn)行檢測和選擇，重點(diǎn)檢測機(jī)制砂的各項(xiàng)指標(biāo)。

2.1.2 配制方法及結(jié)果整理

依據(jù)相關(guān)規(guī)范中的配制方法和要求，對(duì)配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)和試配，制作立方體抗壓強(qiáng)度試件，并檢測硬化和新拌混凝土的物理力學(xué)性能。

2.1.3 混凝土性能分析

根據(jù)檢測結(jié)果對(duì)混凝土配制性能問題加以分析。

（1）混凝土和易性與機(jī)制砂用量息息相關(guān)，在對(duì)混凝土進(jìn)行配制過程中，當(dāng)機(jī)制砂砂率為33%～35%，細(xì)度模數(shù)為2.6～2.9，石粉含量≤7%時(shí)，混凝土和易性最佳;

（2）混凝土的強(qiáng)度與砂率大小存在一定關(guān)系，當(dāng)機(jī)制砂原料為石灰?guī)r，砂率達(dá)到35%，混凝土抗壓性能最佳;

（3）混凝土的強(qiáng)度與水灰比大小成反比，當(dāng)水灰比增加時(shí)，強(qiáng)度會(huì)降低，當(dāng)水灰比達(dá)到0.38以上，混凝土甚至?xí)霈F(xiàn)泌水現(xiàn)象。

對(duì)機(jī)制砂混凝土進(jìn)行合理配制和優(yōu)化，可以使其強(qiáng)度、和易性進(jìn)一步提高。相較于天然河砂，使用機(jī)制砂配制混凝

土?xí)?dǎo)致其和易性降低，施工單位應(yīng)對(duì)水灰比、機(jī)制砂用量以及石粉含量進(jìn)行控制，改善和易性。在對(duì)三項(xiàng)指標(biāo)控制過程中，不可只調(diào)整一種指標(biāo)，如不對(duì)石粉含量進(jìn)行控制，會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生收縮裂縫;如不對(duì)水灰比進(jìn)行控制，會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生泌水問題，進(jìn)而使其力學(xué)性能、耐久性能受到影響。

2.2 用機(jī)制砂配制預(yù)制T梁高性能混凝土?xí)r的施工質(zhì)量控制

在使用機(jī)制砂配制預(yù)制T梁高性能混凝土?xí)r，為有效控制質(zhì)量，施工單位需做到以下幾點(diǎn)：

（1）原材料質(zhì)量控制：施工單位應(yīng)對(duì)配合比精心設(shè)計(jì)，考察料場并選擇合適的原材料，保持料源穩(wěn)定，對(duì)進(jìn)場材料尤其是機(jī)制砂按照檢驗(yàn)頻率進(jìn)行檢驗(yàn)，使其規(guī)格和質(zhì)量符合要求。為防止混凝土出現(xiàn)質(zhì)量問題，還應(yīng)不定時(shí)抽檢，尤其要對(duì)機(jī)制砂的石粉含量和細(xì)度模數(shù)變化量進(jìn)行控制，確保其誤差在±0.2%范圍內(nèi);

（2）材料用量和攪拌時(shí)間控制：施工單位在開工前應(yīng)邀請(qǐng)有資質(zhì)的計(jì)量單位對(duì)混凝土拌合樓稱量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定并確保正常運(yùn)轉(zhuǎn)，選擇雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌并確保各類材料用量準(zhǔn)確。正式施工時(shí)，試驗(yàn)人員應(yīng)提前檢測機(jī)制砂含水量換算施工配合比。在對(duì)機(jī)制砂混凝土進(jìn)行攪拌時(shí)，應(yīng)比天然砂增加30 s攪拌時(shí)間，通?？刂圃?0 s～120 s范圍內(nèi)，在施工過程中發(fā)現(xiàn)混凝土工作性能不滿足要求需隨時(shí)進(jìn)行微調(diào)，確?；炷涟韬腺|(zhì)量;

（3）混凝土澆筑質(zhì)量控制：施工單位在進(jìn)行T梁澆筑時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況，采取水平分層澆筑方式進(jìn)行施工，且厚度不超過30 cm，并按兩端到中間的澆筑順序，在中間2 m～4 m處合攏施工，同時(shí)嚴(yán)格控制澆筑時(shí)間，一般不超過45 min。為防止混凝土出現(xiàn)泌水、蜂窩等外觀問題，應(yīng)控制振搗間距和振搗時(shí)間，加強(qiáng)馬蹄、腹板等多筋狹窄部位的振搗。在機(jī)制砂混凝土澆筑完畢后，要及時(shí)覆膜養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間>14d。

3 結(jié)語

隨著機(jī)制砂在水利、交通以及房建等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)其內(nèi)在質(zhì)量的控制成為重中之重。實(shí)際施工時(shí)，施工單位應(yīng)嚴(yán)格控制關(guān)鍵性指標(biāo)，加強(qiáng)對(duì)機(jī)制砂的檢測，并針對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和總結(jié)，確保機(jī)制砂應(yīng)用的合理性。此外，在對(duì)高性能混凝土進(jìn)行配制時(shí)，要體現(xiàn)混凝土材料和時(shí)間管理的科學(xué)性，對(duì)混凝土的材料用量、拌合澆筑振搗時(shí)間、澆筑方式以及養(yǎng)護(hù)時(shí)間等內(nèi)容進(jìn)行控制，使機(jī)制砂混凝土各項(xiàng)性能符合要求，確保工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖保懷，姜涵，宋留強(qiáng).機(jī)制砂及礦渣微粉配制 C50-

C80高性能混凝土研究[J].混凝土，2002（6）：54-55.

[2]劉柏生.C50機(jī)制砂高性能混凝土T梁張拉可靠性研究 [J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2015，32（10）：78-81.