1、機制砂在混凝土中的應用摘要：本文主要闡述了機制砂在混凝土中的應用，通過相關的試 驗分析，總結出了機制砂的特點和機制砂對混凝土拌合物性能的影 響，以及硬化后混凝土的力學性能、耐久性等，根據相關的機制砂的 技術要求，驗證了機制砂的可行性。關鍵詞：機制砂混凝土 應用前言：海復線高速公路莆田段位于福建省仙游縣，路線全長50多公里，為雙向6車道高速公路，設計時速100公里/小時，橋隧占路 線總長的60%項目管段內的隧道圍巖為微風化凝灰巖， 抗壓強度高， 是生產機制砂、碎石的理想母材，生產的機制砂和碎石的各項指標均 滿足公路工程 水泥混凝土用機制砂JT/T819-2011和公路橋 涵施工技術標準JTG/T

2、 F50 2011技術指標要求.本項目位于莆田 仙游境內，天然河砂資源匱乏；附近無天然河砂，當地建設項目使用 河砂均從遙遠的福州、泉州等地運來，運距遠、價格高，無法保證本 項目的需要，按標準化生產的機制砂級配合理， 拌制的砼和易性好且 強度高，機制砂代替天然河砂可以節約河砂資源， 又可以解決洞渣棄 方影響環境問題，還降低了混凝土成本。一.機制砂的利用趨勢機制砂又叫人工砂，是巖石經除土開采、機械破碎、篩分而成的， 公稱粒徑小于5mm勺巖石顆粒，但不包括軟質巖、風化巖石的顆粒。 砂是混凝土組成的主要材料，隨著建筑業發展和對建筑工程質量的重 視,建筑市場用砂數量越來越大，質量上要求越來越高，而合格的

3、 天 然砂資源卻越來越少，由此引發的工程質量，破壞農田、水利資源問題日趨嚴重， 砂生產也因資源的變化而有所改變， 機制砂在標準范圍 內的利用是既環保又經濟。機制砂的主要特點有： 機制砂中石粉含量相對較高； 機制砂由于 經過破碎處理， 其顆粒呈不規則的形態， 而且機制砂的比外表積相比 河砂更大；機制砂的粘結性能較好，石質堅硬；化學成份與母材、碎 石一致，對混凝土無負面作用，適合做高強混凝土；機制砂的顆粒級 配、細度模數可以調整：可以根據工程的需要，結合母材的特點和混 凝土的要求， 調整機制砂的細度模數和顆粒級配。 而河砂一般為天然 形成，人工調整級配比較困難；機制砂表觀密度一般比然河砂大 ; 機

4、 制砂顆粒尖銳，多棱角，外表粗糙，細度模數多為 3.0 以上，宜控制 在2.83.3之間，與天然河砂相比，天然砂顆粒渾圓，外表光滑， 天然中砂細度模數多為2.53. 0 ,級配較好，對混凝土的工作性十 分有利，機制砂的顆粒級配稍差，大于 2.5 mm和小于0.08 mm的顆 粒偏多，導致混凝土的和易性較差， 容易引起混凝土的外觀質量缺陷。 機制砂母材不應具有堿集料反應活性，不宜低于80MPa但是，機制砂的缺點可以通過選擇合適的碎砂設備、 合理利用砂中含石粉量、 調 整砂率，以及選用合適的外加劑等措施來克服。 機制砂中含有的石粉 和泥的粒徑雖然都小于0.075 mm,但是他們的成份不同，細度相差

5、 也較大。泥顆粒大多小于0.016 mm而石粉顆粒大都在0. 0160. 075 mm之間。泥吸附在砂的外表，阻礙砂與水泥的粘結；而適量的石粉 可填充在水泥、細砂的空隙之間,增強機制砂混凝土的工作性。 加 強機制砂的級配、石粉含量和壓碎指標的抽檢頻率 , 進一步保證機制 砂的質量；機制砂在生產過程中，為能除去大部分石粉，往往將 30Om以下顆粒清除了大部分，從而造成機制砂顆粒級配不好，細度 模數偏大的問題，加之機制砂棱角多，外表粗糙，單獨用于配制混凝 土很難滿足其工作性要求， 可將之和天然河砂進行摻配， 以填充顆粒 級配的中間部分，使機制砂細度模數和級配符合標準要求。三機制砂在混凝土中的應用普

6、通混凝土及高強度泵送混凝土均可采用機制砂配制， 在嚴格控 制原材料質量和嚴格按照配合比施工的前提下， 配制的機制砂混凝土 可以保證混凝土的和易性、流動性、可泵性、強度、抗滲等性能，同 時還可保證混凝土不開裂。1水泥應符合通用硅酸鹽水泥GB175）道路硅酸鹽水泥 應符合道路硅酸鹽水泥GB13693的規定；C30及以下混凝土宜 選用32.5級水泥，C35C45宜用不低于42.5級水泥；泵送混凝土 用水泥宜應選用質量穩定、 旋窯的普通硅酸鹽水泥， 其強度充裕系數 宜大于1.15 ,水泥的初凝時間不早于45min,終凝時間不宜晚于10小 時，水泥剛出廠時有一定熱量，則需存放二至三天，防止水泥溫度過 高

7、引起坍落度損失較快。 2粗集料應選用應選用級配合理，粒形良好、母巖強度大于混 凝土設計強度的 1.5 倍的質地均勻、 堅固、線脹系數小的潔凈碳酸鹽 碎石，也可采用碎卵石，不宜用砂巖碎石，應符合公路橋涵施工技 術標準JTGTF50-2011的規定；水泥混凝土路面的機制砂混凝土的粗集料應符合公路水泥混凝土路面施工技術標準JTGF30中H級和H級以上碎石的規定。3路面混凝土用機制砂應符合公路水泥混凝土用機制砂 JTJ819-2011和公路水泥混凝土路面施工技術標準JTG F30中H級以上含H級砂的規定，機制砂的細度模數宜控制在2.83.8范 圍；當采用的機制砂級配不符合要求， 或配制的混凝土和易性不

8、能滿 足設計要求時，宜考慮采用機制砂與適宜細度模數的天然砂按一定比 例摻配的混合砂， 或外摻粉煤灰來改善機制砂的級配和細度模數， 以 滿足不同要求的混凝土； 不應簡單的通過堆積密度或空隙率的大小來 判斷機制砂級配的好壞， 因為機制砂一般級配不良， 但由于其中較高 的石粉含量，導致其堆積密度增大，空隙率減少，配制C30及以下混凝土用機制砂應符合皿級砂的規定，石粉含量宜控制在W 10%（MB1.4 時）,壓碎指標30%配置C35-C45混凝土用機制砂應符合H級砂的規 定，石粉含量宜控制W 7%（MB1.4時）,壓碎指標25%機制砂中含有 5%10%的石粉, 宜作為改善普通中低強度特別是泵送中低強度

9、機制 砂混凝土和易性的手段 ,配制的混凝土強度等級越低、流動性越大， 機制砂石粉含量宜控制越高。（4） 機制砂普通混凝土的礦物摻合料的品種粉煤灰和礦渣粉等。 粉煤灰的技術要求應符合 GB1596-2005用于水泥和混凝土中的粉煤 灰中H級以上含H級粉煤灰的規定，礦渣粉的技術要求應符合 GB/T18046-2000用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉的規定， 水泥混凝土路面的機制砂混凝土的粉煤灰應符合 公路水泥混凝土路 面施工技術標準JTGF30中H級和H級以上粉煤灰的規定，摻合料 必須品質穩定、來料均勻且來源穩定。 5外加劑應具有減水率高、坍落度損失小，適量引氣，能明 顯改善或提高耐久性且質量穩

10、定的產品。 外加劑與水泥之間應有良好 的相容性。應優先選用多功能復合外加劑，外加劑應符合混凝土外 加劑GB8076聚羧酸系高性能減水劑JG/T223和公路橋涵施 工技術標準JTGTF50-2011的規定。由于機制砂較河砂外表粗糙的 多，比外表積相對來說大很多，會吸附一部分減水劑，導致減水劑的 實際減水率無法到達，從而間接的導致用水量增加，強度降低，所以 減水劑一定要優選一等品，并且減水率大于 25%。6混凝土拌合用水可用飲用水，不得用海水，應符合JGJ63-2006混凝土用水標準的規定。1機制砂混凝土配合比設計應符合普通混凝土配合比設計 規程 JTJ55-2011 ，在普通混凝土組分的基礎上，

11、按機制砂的特點進 行混凝土配合比設計， 通過合理利用機制砂中的石粉， 調整機制砂的 砂率，再摻入緩凝高效減水劑、 粉煤灰等外摻料， 在低水灰比條件下， 配得坍落度損失小、 泵送性好、和易性好、強度和耐久性高的混凝土。 機制砂普通混凝土的砂率較天然河砂混凝土高 24%應一般在38 46之間；機制砂普通混凝土砂率應根據機制砂自身細度模數、 顆粒 級配、石粉含量， 并按所選水灰比及碎石最大粒徑通過試驗確定，如 機制砂的石粉含量或細度模數、 級配發生變化，應及時進行砂率調整，用于泵送混凝土的砂率應相應增加。配制混凝土時宜優先選用H類 砂，當采用I類砂時，應提高砂率，并保持足夠的水泥用量，以滿足 混凝土

12、的和易性；當采用皿類砂時宜適當降低砂率； 對于泵送混凝土 宜選用中砂機制砂配制混凝土的和易性對用水量的改變和砂率的變 化很敏感： 在配合比設計和調整時應充分考慮機制砂級配不良、 砂率 選擇不當、用水量偏高、減水劑摻量過高，易造成機制砂混凝土在出 機、卸料過程中離析、 振后易泌水。在水灰比和砂率等相同的條件下， 機制砂混凝土坍落度要小于河砂混凝土， 機制砂比天然河砂需水量增 加510Kg/m3,機制砂混凝土的容重比相應的天然河砂混凝土高約 2040Kg/m3,用機制砂配制的混凝土比天然河砂配制出的混凝土強 度略高；機制砂中的石粉是一種有效的填料，雖然不具有活性，但提 高了混凝土的密實性， 增強了

13、水泥石與骨料界面黏結； 并能改善水泥 石的孔隙結構， 抗滲性能得到提高； 機制砂混凝土預制的 T 型梁靜載 同樣滿足河砂混凝土預制的 T 型梁的靜載試驗。(2) 機制砂混凝土的拌制拌制混凝土前， 試驗人員必須實測砂及碎石的含水率， 按照實測 的數據發出混凝土施工配合比通知單， 混凝土攪拌站控制室嚴格按照 試驗室發出的配料單及配料工藝順序進行配料， 混凝土攪拌站控制系 統即自動計量系統要定期進行標定， 每班在使用前要檢查一次， 確保 計量準確，計量最大偏差不得超過：水泥、粉煤灰、水為1 ，粗細骨料 2，減水劑 0.5 ；在混凝土拌制過程中，試驗人員隨時 注意檢測砂石的含水率， 以便及時調整混凝土

14、配合比。 機制砂混凝土只有采用大型攪拌站或強制式攪拌機攪拌， 不得使用自落式攪拌機拌 制，攪拌時間應比天然河砂混凝土延長 2060s,可控制在90 150s, 機制砂高性能混凝土宜取上限范圍，攪拌設備和攪拌時間影響機制砂 混凝土質量的一個重要因素。機制砂混凝土原材料的投料順序宜為： 粗集料、細集料、水泥、礦物摻合料投入攪拌約30s、加拌合水攪拌約30s-45s、加入減水劑攪拌約30s，要保證混凝土攪拌 均勻。3機制砂混凝土的運輸混凝土采用攪拌運輸車運輸，根據運距長短配置適量的混凝土運 輸車，在裝料前要檢查清洗干凈攪拌筒，混凝土在出站前，必須檢查 混凝土的和易性和坍落度，檢查合格后才能簽發出站。

15、保證在混凝土 運輸過程中保持均勻性，運到澆筑地點時不分層、不離析、不漏漿， 并具有要求的坍落度和含氣量等工作性能，由于機制砂的飽水性比 較差,受外界影響，機制砂的含水量就會不均勻，這對混凝土的和易 性、塌落度和質量等影響都比較大，最好采用混凝土罐車運輸。混凝 土攪拌運輸車在運輸途中，拌筒以13轉/min速度不停地進行攪 動，運到現場卸料前應使拌筒攪拌 1 2min后再卸料。混凝土拌合物運輸時間限值min氣溫C無攪拌運輸車有攪拌運輸車20TW 30306010TW 2045755 TW 1060904機制砂混凝土的泵送和澆筑混凝土輸送管鋪設要直、短、平，輸送泵入口水平管至少 15m， 輸送管每隔

16、3m應固定；夏季施工時，輸送管必須采用麻袋覆蓋并澆 水降溫。輸送泵每次在泵送混凝土前，泵機先試運行。保證正常后泵 送清水濕潤管壁，并檢查是否有滲漏，有滲漏時應及時處理。無滲漏 再泵送與混凝土同標號的水泥砂漿潤滑管壁， 水泥砂漿不得泵入澆注 混凝土倉面，最后泵送拌制的混凝土。混凝土泵送初始時，應慢速泵 送，待泵送順利后， 再用正常速度泵送。 混凝土泵送速度要均勻連續， 必要時可降低混凝土的泵送速度。假設停泵時間過長，應每隔35min 開泵一次， 防止料斗內的混凝土沉淀離析。 混凝土運輸到施工現場放 入混凝土輸送泵前，必須檢測混凝土的和易性和坍落度是否滿足要 求，假設不能滿足要求，應將該車混凝土退

17、回，嚴禁在施工現場或混 凝土的運輸過程中加水。 在運至現場的的混凝土發生離析時， 應在澆 筑前對混凝土進行二次攪拌。 當確有必要調整坍落度時， 嚴禁向運輸 車內添加計量外用水， 而必須在專職試驗人員在卸料前加入適量的減 水劑應對加減水劑的情況做好計錄 ，且加入減水劑后高速旋轉攪 拌罐90s。機制砂混凝土應采用分層連續推移的方式進行澆筑，澆筑 時的自由傾落高度不得大于2m,當大于2m時，應采用串筒、溜槽、 導管等設施輔助下落，串筒出料口距混凝土澆筑面的高度不宜超過 1m,以保證混凝土不出現分層離析現象。混凝土必須在初凝之前泵送 并搗固完畢，為了防止混凝土輸送泵在泵送過程中出現故障致使結構 混凝土

18、出現工作縫或冷縫， 每次澆注懸灌箱梁混凝土前， 必須鋪設兩條輸送管路，配置兩臺輸送泵5機制砂混凝土的振搗和養護 按規定的工業和方式及時將混凝土均勻插搗密實， 每一振點的振 搗時間宜為 20-30s, 以混凝土不再沉落、不冒氣泡、外表平坦泛漿為 度，防止過振、漏振。摻礦物摻合料混凝土振搗時，振搗后的混凝土 外表不應出現明顯的摻合料浮漿層。 機制砂混凝土比砼坍落度的河砂 混凝土易于液化離析， 尤要防止過振。 梁板施工適當延長混凝土的搗 固時間,如果有附著式振搗設備 , 最好借助它 ,以增強混凝土的外表光 潔度, 減少外表氣泡。混凝土振搗完成初步刮平后，應及時對混凝土 暴露面進行覆蓋，防止外表水分蒸發，待暴露面混凝土初凝前，應用 抹子搓壓外表至少兩遍， 使之平整后再次覆蓋。 此時應注意覆蓋物不 能直接接觸混凝土外表， 終凝后立即進行水養護或潮濕養護階段。 對 于施工箱梁、 T 梁暴露構件時尤要注意。混凝土終凝后的持續養護時 間要滿足標準要求。 機制砂特別是高石粉含量的機制砂混凝土比河砂 混凝土在施工早期更容易發生塑性收縮和干燥收縮變形， 尤要注意加