機(jī)制砂生產(chǎn)及應(yīng)用控制要點(diǎn)研究

馬 強(qiáng)

(保利長大工程有限公司，廣東 廣州 51000)

1 機(jī)制砂加工場控制

1.1 場地布置

按照一個(gè)機(jī)制砂加工場對應(yīng)1～2個(gè)料源的原則，合理設(shè)置機(jī)制砂加工場地。

1.2 設(shè)備選擇

(1)選擇除塵方式，干法還是濕法，宜選用干法生產(chǎn)。雖然濕法生產(chǎn)設(shè)備在一次投入中可能有優(yōu)勢，但生產(chǎn)過程中機(jī)制砂的粉含量、含水率波動大、污水處理等控制難點(diǎn)無法避免。

表1 干、濕法工藝性能對比

如采用濕法，水洗設(shè)備主要分輪式洗砂機(jī)和螺旋式洗砂機(jī)，宜優(yōu)先使用輪式洗砂機(jī)。

(2)選擇破碎設(shè)備組合，從母材到成品，至少有三級破碎工藝。前兩級破碎與碎石生產(chǎn)線同理，第三級破碎宜選用立軸式?jīng)_擊制砂機(jī)將碎石破碎得到成品機(jī)制砂，不宜使用單純的錘式制砂機(jī)，優(yōu)先使用“石打石”工藝制砂機(jī)。

(3)考慮設(shè)備的生產(chǎn)能力等其他因素。

1.3 生產(chǎn)控制

(1)機(jī)制砂破碎應(yīng)該用經(jīng)過加工的碎石，入料粒徑應(yīng)符合制砂機(jī)破碎比的要求。入料前應(yīng)將碎石中的石粉篩出。

(2)干法制砂工藝中，應(yīng)采用多級除塵系統(tǒng)，粒徑小于0.075 mm的粉塵不得回收進(jìn)入成品倉。

(3)不同料源特性、不同類別、不同規(guī)格的成品機(jī)制砂應(yīng)分別堆放，堆放高度不宜超過5 m，堆放場地應(yīng)設(shè)置雨棚，地面設(shè)置排水溝并硬化處理。重點(diǎn)注意隧道圍巖變化引起的料源變化。

(4)應(yīng)有專人負(fù)責(zé)生產(chǎn)工作，進(jìn)行工藝調(diào)整及日常管理。試驗(yàn)室配備專項(xiàng)檢測人員負(fù)責(zé)過程質(zhì)量、成品分批及統(tǒng)計(jì)匯總等工作。以同一料源、同一規(guī)格、同一生產(chǎn)設(shè)備每400 m3或600 t為一批。同時(shí)還應(yīng)按細(xì)度模數(shù)變化超過±0.2，含粉量超過±2%、含水量、進(jìn)倉存放時(shí)間不同進(jìn)行分批、分倉使用。

2 混凝土配合比試配控制

項(xiàng)目以海螺P.O42.5水泥、石灰?guī)r5～31.5 mm和5～25 mm連續(xù)級配碎石、碎石干法破碎自制機(jī)制砂、河砂、聚羧酸減水劑為材料生產(chǎn)混凝土，其中C30混凝土方量大、C50混凝土為橋梁重要部位，是施工控制重點(diǎn)。

按目前規(guī)范，在進(jìn)行機(jī)制砂混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，各參數(shù)調(diào)整需更加細(xì)致，且必須增加驗(yàn)證優(yōu)化步驟。相比河砂混凝土而言，機(jī)制砂混凝土配比的有效波動范圍偏小，需要仔細(xì)驗(yàn)證。

(1)試拌時(shí)采用天然砂與機(jī)制砂對比，觀察拌合物性能；一般機(jī)制砂混凝土較河砂混凝土流動性、坍落度等略差，同時(shí)調(diào)整砂率(每次增加1%～2%)和外加劑用量(每次增加0.02%)，直至機(jī)制砂混凝土性能滿足要求時(shí)，才能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

表2 隧道二襯河砂、機(jī)制砂檢測數(shù)據(jù)對比表

水泥用量及水灰比相同的情況下，機(jī)制砂混凝土比天然砂混凝土強(qiáng)度高。如試拌效果不佳，應(yīng)考慮降低混凝土強(qiáng)度等級使用機(jī)制砂。

(2)室內(nèi)成型試件后，除了觀察混凝土外觀，還需判斷混凝土內(nèi)部密實(shí)情況。如有一項(xiàng)效果不佳，可增加膠凝材料、調(diào)整水泥漿量、選用含粉量稍大的機(jī)制砂材料調(diào)整。

(3)在確定的試驗(yàn)室配合比基礎(chǔ)上，調(diào)整機(jī)制砂的含粉量(按4%、6%、8%、10%、12%調(diào)配)拌制混凝土，找出能夠滿足工作性和強(qiáng)度要求的機(jī)制砂含粉量上、下限，確定機(jī)制砂含粉量控制范圍。

表3 不同含粉量機(jī)制砂配合比試拌情況匯總表

此步驟基本涵蓋了施工過程的波動范圍，提前確認(rèn)波動后的混凝土狀態(tài)和性能，對施工過程控制能起到重要作用。有條件時(shí)推薦對每個(gè)符合性能要求的配比都進(jìn)行全指標(biāo)驗(yàn)證。全面掌握機(jī)制砂對拌合物的影響，才能坐實(shí)配合比控制的經(jīng)濟(jì)效益，才能應(yīng)對各種施工工藝、施工條件的需求。

(4)高性能混凝土設(shè)計(jì)后，需盡快在現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)塊的澆筑。除驗(yàn)證施工過程、早期性能外，配合室內(nèi)留樣試件，一起觀察60 d、90 d的混凝土外觀、性能指標(biāo)。

3 混凝土施工控制要求

3.1 場站料倉排水優(yōu)化

實(shí)際施工中大量存在材料入倉后短時(shí)間使用的情況，簡單設(shè)置4%單向坡度并不合理，無法保證機(jī)制砂含水量均勻，尤其對濕法工藝生產(chǎn)的機(jī)制砂?？筛挠弥虚g高四周低，環(huán)形設(shè)30 cm以上的暗埋式滲溝。

3.2 拌制混凝土

混凝土生產(chǎn)時(shí)攪拌時(shí)間、拌杠內(nèi)狀態(tài)應(yīng)根據(jù)澆筑試驗(yàn)塊時(shí)的經(jīng)驗(yàn)充分總結(jié)，由固定的試驗(yàn)人員及時(shí)管控?；炷林袧{量偏大會導(dǎo)致在拌杠內(nèi)狀態(tài)變化不宜察覺。相關(guān)人員應(yīng)特別注意觀察狀態(tài)。

拌合時(shí)間不宜低于90 s。拌合時(shí)間不足會直接導(dǎo)致微氣泡聚集，甚至形成大氣泡，混凝土整體不密實(shí)。

3.3 運(yùn)輸

由于機(jī)制砂本身的吸水不同，顆粒與水泥漿液的粘聚效果不同，再有拌合時(shí)間、氣溫的影響，經(jīng)常出現(xiàn)混凝土運(yùn)輸過程坍損明顯的情況，所以混凝土運(yùn)輸時(shí)必須保持低速攪拌，到場高速反轉(zhuǎn)1 min的措施必須嚴(yán)格每車落實(shí)。

清理罐車內(nèi)存水，必須認(rèn)真落實(shí)。高溫季節(jié)司機(jī)為防止混凝土硬化在罐內(nèi)會頻繁洗車，應(yīng)重點(diǎn)注意。同時(shí)確保罐體有防曬、降溫措施。

3.4 澆筑

一次澆筑搗實(shí)的厚度不宜大于30 cm；上下層同一位置澆筑的間隔時(shí)間不得超過混凝土初凝時(shí)間(45 min)。

出料口距混凝土面高度不得高于1 m。對二襯、大型鋼筋構(gòu)件應(yīng)盡量降低此高度。

混凝土中砂漿是起潤滑作用的，通過降低粗集料間的摩阻力使混凝土產(chǎn)生流動性，而機(jī)制砂顆粒沒有河砂圓滑，即便加大了砂率，現(xiàn)場仍始終覺得混凝土流動性不足，必須通過合理布料，加強(qiáng)振搗解決，不可一味最求習(xí)慣性的目標(biāo)坍落度。

3.5 養(yǎng)護(hù)

原則上應(yīng)針對性制定養(yǎng)生方案，同時(shí)必須制定有效的防風(fēng)保護(hù)措施?，F(xiàn)場混凝土養(yǎng)生應(yīng)即時(shí)、有效。機(jī)制砂混凝土相對更容易出現(xiàn)早期塑性收縮、干縮的開裂情況，為避免養(yǎng)生期出現(xiàn)的問題直接影響混凝土耐久性，必要時(shí)養(yǎng)生時(shí)間延長2～3 d。

4 結(jié)束語

隨著機(jī)制砂混凝土應(yīng)用的迫切需要，已經(jīng)出現(xiàn)各種類似的加工設(shè)備和產(chǎn)品，大部分只能做到粒徑大小符合砂的要求，而真正能夠滿足高速公路使用的、混凝土質(zhì)量可靠的產(chǎn)品必須對產(chǎn)品生產(chǎn)、過程管理、試驗(yàn)檢測、混凝土施工進(jìn)行整體控制，控制方法及要求也是參建人員必須了解和熟悉的。