机制砂、混合砂在砼运用初探

　　摘要：针对机制砂在混凝土工程中的运用，本文结合实际，介绍了机制砂在实际运用中必须注意的一些具体问题。
　　关键词：机制砂，机制砂的要求、混凝土配合比设计及施工
　　•前言：
　　为了解决原材料中天然砂的匮乏，运输也越来越困难和有效利用地方资源的问题，以及进一步降低工程造价，节约投资，在保证工程质量和工程进度的前提条件下，重庆外环高速公路东北段在配制C30以下（含C30）混凝土过程中采用了机制砂、混合砂的预拌砼、现场搅拌砼及砼制品。
　　•原材料的选择：
　　为有效控制机制砂及机制砂混凝土的质量，保证工程结构物的质量，结合实际情况，首先从料源上来控制：经现场取样后，母岩的抗压强度、岩性和SO3含量报送质量监督主管部门检测合格后，才能开采加工。加工好的机制砂在连续10次（每小时抽样一次）抽样检测，至少有9次的细度模数与10次的细度模数平均值相差不大于0.2，特细砂含量变化控制在±1．0%以内。
　　•机制砂的要求
　　破碎物料，砂石行业的要求与矿山破磨行业的要求有所不同。而目前生产机制砂设备的公司大部分由矿山机械制造行业来担当，故首先必须对砂石的要求作一了解。
　　1．矿山设备对破碎物料的颗粒要求是细。一般而言，对针片状的物料进入磨机，反而更易被磨碎。而碎石的要求与上述相反，对其粒型，粒级的要求十分严格。其原因在于立方形砂由于其带棱角，使之颗粒间有一种相互锁紧的作用。而砂的连续级配又能使空隙大大降低。同时立方形砂比圆形砂占有更大的表面积，使沥青和物料或水泥和物料粘在一起减少位移的可能性。
　　•砂的定义，按照机制砂的定义：经除土处理，由机械破碎，筛分制成的粒径小于4.75mm的岩石颗粒。但不包含软质岩石，风化岩石的颗粒。
　　•砂的规格：砂的规格按细度模数（Mx）分为粗，中，细三种。其中：
　　粗砂的细度模数为3.7~3.1
　　中砂的细度模数为3.3~3.0
　　细砂的细度模数为2.2~1.6
　　•砂的等级：砂的等级按其技术要求分为：
　　I，II，III三个等级。
　　•用途：I类砂适用于强度等级大于C6的混凝土。II类适用于强度等级C30~C60及抗冻，抗渗或其他要求的混凝土，水工混凝土。III类砂适用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。
　　•特点：砂的粒径在4.75~0.15mm之间，且小于0.075mm的石粉应有一定的限制，其粒级分为4.75，2.36，1.18，0.60，0.30，0.15，最好要连续，且每一粒级要有一定的百分比，其粒型最好呈立方体，对其针片状含量也有一定要求。
　　•制砂的岩石：制砂的岩石一般有花岗岩，玄武岩，天然河卵石，安山岩，流纹岩，辉绿岩，闪长岩，砂岩，石灰岩等品种。其制成的砂按岩石的种类不同，有不同的强度和不同的用途。
　　•制砂设备的选择
　　适合机制砂生产的矿山设备有很多，但就目前而言，主要有以下7种，分别为：1立轴冲击式破碎机；2.立轴反击细破碎机；3.可逆反击式破碎机；4.可逆锤式破碎机；5.辊式破碎机;6.圆锥破碎机；7.棒磨机。这些制砂设备各有不同的特点，各有不同的用途。
　　•配合比设计及实际施工注意：
　　在施工配合比设计阶段，对机制砂原材料进行选择时，发现单一的机制砂的颗粒级配筛分通过率、细度模数不能满足《建筑用砂GB/T14684》要求，必须采用特细砂（细度模数为0.7~1.5）进行掺配。机制砂混凝土的砂率，应根据机制砂自身细度模数、颗粒级配、石粉含量，按所选水灰比及碎石最大粒径通过实验来确定，不能按照天然砂混凝土的砂率取值方法来选取。由于机制砂混凝土的砂率一般较天然砂混凝土高3%~6%，用于泵送混凝土应相应增加砂率。在保证混凝土拌和物粘聚性良好的前提下，应尽可能选取较小的砂率，以保证混凝土的弹性模量和干燥收缩。故在此阶段，采用了70%的机制砂、30%的特细砂进行掺配，以后在实际过程中进行调整。经过设计，所配制出来的混凝土试件各项指标均满足设计及规范要求。
　　                                    
　　由于机制砂颗粒棱角和表面较为粗糙，因而拌制的混凝土和易性较差，可引起混凝土的较大泌水率，且对用水量敏感，故需要掺配细度模数为0.7~1.5的特细砂，可以部分改善混凝土的工作性能。但也由于掺配后混凝土的泌水率较大，容易导致混凝土局部强度不均匀现象出现。所以要求机制砂混凝土的拌制时间比天然砂混凝土的拌制时间增加30S~60S，以满足混凝土的和易性要求，将机制砂和特细砂均匀分布在混凝土内部，避免出现混凝土强度分布离散现象。
　　在延长拌和时间的同时，还要在施工过程中加强振捣。我标段在施工过程中，机制砂混凝土主要用于低标号混凝土，振捣采用的是插入式振动棒，在捣振过程中，经常出现泌水离析现象，经加强振捣后基本克服此类现象的出现。
　　机制砂混凝土的用水量也要特别注意，尽量的减少用水量。
　　由于机制砂中含有一定量的石粉，又掺配得有特细砂,致使机制砂混凝土中浆体含量增加,在早期容易失水产生塑性收缩,后期干燥收缩较大。因此,机制砂混凝土必须加强早期和后期养护,一般机制砂混凝土较普通混凝土适当延长养护时间。再加上我部施工过程中，采用的水泥前期强度快，水化热过于集中，混凝土收缩比不一致，机制砂混凝土的前期养护更为重要，以防止机制砂混凝土的塑性收缩和干燥收缩裂缝，而且养护时间比天然砂混凝土适当延长4~5天，控制在15天左右。
　　结语：
　　随着国内需求的拉动，各地公路，铁路等基建的投入日益增大，迫切需要大量的砂石。为了保护生态平衡，国家明文禁止擅自开挖天然砂（清理河道除外）。天然砂供量大大跟不上需求。因此，机制砂的开发就十分迫切地提到议事日程上来了，从国内有些机制砂设备使用的情况来看还是好的，值得酌情选用。
　　参考文献：
　　
　　1、C50机制砂砼耐久性能研究杨胜江公路与汽运2009/06
　　2、悬崖峡谷地形大落差泵送机制砂砼施工工艺高清岩中国水运(下半月)2009/05
　　3、机制砂高强度砼配合比设计李开斌林业建设2006/03
　　4、用机制砂配制商品砼的试验研究和德亮四川建材2005/01
　　5、浅谈吉罗公路机制砂水泥砼路面施工质量监控龙宇军交通科技2003/03