機制砂混凝土的配制和工程應用研究0前言項目作為城區又一標志性綜合體項目，總建筑面積約38萬m2，其中三棟高層建筑中核心筒和剪力墻按設計要求，須采用高標號混凝土，如C50、C55，這對上饒預拌混凝土企業提出了挑戰。一方面，上饒預拌混凝土企業生產C50、C55混凝土的經驗欠缺；另一方面，上饒城區周邊混凝土原材料地材資源匱乏，符合生產高標號混凝土用的原材料更緊張，之前生產C50全部采用天然河砂，不具備經濟性，而大多數機制砂生產企業生產工藝簡單落后，導致機制砂產品質量難以滿足高標號混凝土要求。本文通過優選高標號混凝土生產用原材料，如選用優質的礦物摻合料，結合粉煤灰和高爐礦渣粉雙摻技術，以及降粘型聚羧酸系高性能減水劑的應用，通過對比天然河砂和三種機制砂在C55混凝土的應用試驗情況，綜合混凝土性能和混凝土性價比，最終確定采用福建某砂場生產的花崗巖機制砂配制的C55混凝土，應用在上饒高鐵新區某城市綜合體項目工程項目中。結果表明：高標號混凝土工程滿足設計要求，該項目已通過相關部門驗收，對預拌混凝土企業用機制砂配制高標號混凝土具有一定的指導意義。1原材料的選取1.1水泥水泥采用P·O52.5水泥，其物理性能如表1。1.2粉煤灰上饒預拌混凝土企業粉煤灰主要來源是中電投貴溪電廠、中電投景德鎮電廠、國電黃金埠電廠，綜合比較三個電廠生產的二級粉煤灰品質以及供應保障情況，最終選定國電黃金埠電廠粉煤灰，其性能指標如表2。1.3礦渣粉上饒城區周邊無大型鋼鐵廠，其副產品高爐礦渣粉運到上饒，由于路程遠，運輸成本高，導致到場單價高，在上饒城區預拌混凝土企業未得到推廣使用。礦渣粉的材性是鋼鐵廠水淬粒化高爐礦渣粉，經過粉磨達到比水泥比表面積大的一種粉體材料。這種粉體材料為非晶體、玻璃質結構，蘊藏很高的結晶能量和活性，相比粉煤灰，可以幾乎等量替代水泥，降低混凝土水化熱，改善混凝土和易性和長期性能。本次選定浙江衢州新瑞冶金渣綜合利用有限公司生產的S95級高爐礦渣粉。其性能指標如表3。1.4粗骨料粗骨料經調研和試驗，上饒周邊主要以石灰石和花崗巖碎石為止，但巖石本身抗壓強度偏小，花崗巖生產工藝導致顆粒級配差，針片狀含量超標，不建議使用。最終選取江西玉山產，5~20mm玄武巖連續級配碎石，其性能指標如表4。1.5細骨料細骨料采用撫州天然河砂，細度模數2.8，中砂Ⅱ區，含泥量為0，上饒橫峰花崗巖機制砂，細度模數3.0，石粉含量4%，壓碎指標為16.0%，上饒玉山石灰石機制砂，細度模數2.9，石粉含量5%，壓碎指標為18.0%，福建浦城花崗巖機制砂，細度模數2.9，石粉含量4%，壓碎指標為11.0%。1.6外加劑高強度等級混凝土由于膠凝材料多，高標號混凝土粘性大，從而導致混凝土工作性差，表現流速慢，可泵性能差。需要通過提高減水劑摻量，或是提高減水劑中引氣劑用量，來緩解混凝土粘性問題，增加了混凝土原材料成本，提高引氣劑用量，犧牲了混凝土強度保證系數。外加劑采用上饒某企業生產的，降粘型高保坍聚羧酸系緩凝型高性能減水劑，減水率35%，含氣量2.0%。2試驗過程試驗參照JGJ55-2011《普通混凝土配合比設計規程》設計C55混凝土配合比，以及結合工程現場鋼筋密度，對混凝土的要求類似自密實混凝土的思路進行設計，膠凝材料中摻合料體系采用粉煤灰和高爐礦渣粉雙摻，充分發揮各自的優勢，以達到降粘和降低混凝土水化熱的目的，外加劑采用降粘高保坍型高性能減水劑，以滿足混凝土施工的工作性能。C55配合比如表5。細骨料砂通過對比天然河砂和三種機制砂混凝土，對比初始混凝土工作性能和經時損失工作性能、力學性能，以滿足工程現場技術要求。3試驗結果分析經過大量的混凝土試驗，以及外加劑廠技術工程師調配外加劑的配合，考慮到施工現場鋼筋密度，以及現場不確定因素，混凝土經時損失按2h進行測試，做到2h混凝土無損失狀態。混凝土試驗情況如下表6，編號1細骨料為河砂的對比組，編號2細骨料采用上饒橫峰花崗巖機制砂，編號3細骨料采用上饒玉山石灰石機制砂，編號4細骨料采用福建浦城花崗巖機制砂。從試驗結果得知，編號2、3采用的機制砂，混凝土2h經時損失損失較大，無法滿足工地現場施工條件，編號4采用的機制砂與編號1天然河砂，混凝土工作性能差不多，能滿足C55混凝土施工要求，7d、28d抗壓強度比天然河砂略高。經綜合考慮，采用福建浦城花崗巖機制砂作為C55混凝土生產用砂。4工程應用情況預拌混凝土企業接到施工單位提前72h的供貨信息，材料部門組織協調按專項生產供應方案，提前準備原材料，其中有幾個關鍵點：（1）水泥入庫溫度的控制，確保新進P·O52.5水泥入庫溫度實測控制在45℃左右，一方面容易控制混凝土生產的工作性能，高溫水泥活性高，對減水劑吸附量大，混凝土工作性能經時損失大，另一方面降低高溫水泥可能導致導致混凝土開裂的影響；（2）機制砂堆放庫有2個大庫。在生產過程中，新進的機制砂不直接用于混凝土生產，避免砂含水率影響到混凝土生產質量的控制，導致混凝土質量產生波動。項目于2019年11月份第一次澆筑C55混凝土，部位為主樓地下室核心筒和剪力墻部位，混凝土量為1200m3左右。考慮到大部分為大體積混凝土，施工單位提前精心組織，制定專項施工方案，所有參建管理人員落實到位，安排多組施工人員、多套振搗設備，按專項施工方案要求，分多層澆搗，一是使混凝土結構更加密實，避免出現空鼓等情況，二是能降低混凝土水化熱，三是能大大降低混凝土開裂的潛在風險。生產施工供應過程中，施工單位在澆筑過程中安排專人與預拌混凝土企業人員對接，做好有效溝通，確保混凝土供應、施工的連續性，避免結構實體出現冷縫等質量問題。按照預拌混凝土國標規范要求，開展預拌混凝土交貨檢驗，施工單位、項目監理單位、預拌混凝土供應企業三方共同見證，混凝土入泵前，對混凝土工作性能進行檢測，測試混凝土的坍落度和擴展度，確保入泵混凝土工作性能良好，對混凝土力學性能進行檢測，三方共同見證取樣，制作交貨檢驗試塊、同條件試塊、拆模試塊，按專項施工方案的中養護要求，及時做好結構實體混凝土養護工作，并通過內部質量管理部組織人員實體檢測跟蹤混凝土強度發展情況，項目主樓于2020年10月份封頂，C55總量約為1.5萬m3，拆模后，混凝土結構實體整體優良，結構實體混凝土無開裂、空鼓、漏振等現象，混凝土表面觀感和結構實體強度得到了建設方、住建管理部門認可和肯定，順利通過住建部門組織的專項混凝土工程質量驗收。在本項目中，克服原材料中砂采用高價格天然河砂，且供應量無法保證等等客觀情況，普通的機制砂產品質量差且不滿足要求等情況，通過調研尋找品質優良的機制砂，及大量的原材料試驗和混凝土試驗，采用符合要求的機制砂，配制C55混凝土，為上饒地區預拌混凝土行業提供了借鑒。采用符合要求的機制砂可以配制高強度等級混凝土，并且施工性能和力學性能優于天然河砂，另一方面產生的經濟效益比較顯著。上饒城區天然河砂采購價比機制砂約高60元/t，而且河砂價格不穩定，供不應求時，該項目C55混凝土采用機制砂節省成本約60萬元左右。5結論機制砂能取代天然河砂應用在C55混凝土中，結合粉煤灰和礦渣粉礦物摻合料雙摻技術，以及聚羧酸系高性能減水劑技術的應用，混凝土工作性能和力學性能滿足設計施工的要求。在實際工程項目中應用，取得了良好的經濟效益和社會效益。工程質量保證措施1、質量目標本工程質量目標為合格。為確保工程質量，從質量管理體系的各工序質量程度網絡控制兩大方面嚴格控制，并制定出相應的質量保證措施以確保工程的質量。質量保證體系的管理組織，從公司到項目部，配套管理，形成嚴格的統一管理體系，定員定崗責任到人。2、質量保證體系（1）建立健全質量保證體系，配備足夠的專業質量檢查人員，確保工程質量。（2）加強技術管理，認真貫徹國家規范、操作規程及各項管理制度，確確崗位責任制，組織學習圖紙、施工組織設計和工藝卡，做好技術交底工作，并建立技術考核制度。（3）施工過程中，按部位檢查操作方法和施工效果、及時糾正差錯。按部位及時填寫應檢查項目的隱、預檢記錄單，接受建設單位和質量檢查人員檢查。督促班組執行自檢、互檢制和崗位責任制。工程變更應提前辦理。如發生涉及結構的質量問題必須及時上報、不準擅自處理。（4）測量、定位、放線必須準確，嚴格按施工測量定位方案進行。定位控制樁要保護好，不得擾動。（5）綁扎鋼筋前要熟悉圖紙，近配料檢查加工的鋼筋品種、規格、數量和形狀，是否符合要求。焊接接頭經施焊人員自檢后，抽樣送到試驗室進行機械性能試驗。（6）所有材料和半成品進場應有出廠合格證或檢驗報告，鋼材應雙控（合格證和檢驗報告）。砼配合比示經試驗室和技術經理同意，不得擅自變動。原材料計量要準確，坍落度要嚴格控制，不得隨意加水，攪拌機后臺掛牌，標明配合比和每盤砼用料，砂、石、水泥要做原材料試驗。砼要振搗密實，防止漏振。拆模后加強澆水養護，進行濕潤養護并養護。（7）嚴格工序交接制度。要及時做好隱蔽工程驗收記錄，認真填寫施工日記，確保技術資料完整。（8）堅持預先定標準、定樣板、定材料、定做法。進場材料、半成品和加工品應執行驗收手續，不符合要求的材料不得進場。（9）土建和水電、安裝由現場統一指揮，及時做好預埋件，認真做好各分項工程施工情況及檢查記錄和隱蔽工程驗收記錄，及時簽證。（10）建立崗位責任制，操作人員姓名、年齡、級別