中交路桥浅谈怎么来控制机制砂混凝土的性能稳定

  

  这两年在环保高压政策的影响下，河砂已经或正在退出市场，取而代之的是各种各样的机制砂，有石屑、山皮石、各种下脚料……。机制砂质量千差万别，只有想不到，没有见不到。

  《建筑用砂》（GB/T14684-2011）把由经除土处理的机制砂和混合砂都称为机制砂，执行机制砂的技术方面的要求和检测的新方法。其中，机制砂定义为“由机械破碎、筛分制成的，粒径＜4.75mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩的颗粒”；混合砂定义为“由机制砂和天然砂混合制成的砂”。

  机制砂是利用当地材料或生产粗骨料的剩余料，用制砂机生产制得。因此，能够最终靠人为地控制、调整机制砂的细度模数、粒形和级配。机制砂是由机械破碎制成，其粒形多呈三角体或方矩体（有些片状颗粒较多），表面粗糙，颗粒尖锐有棱角，这对骨料和水泥的粘结是有利的，但对混凝土的和易性不利，特别是对于强度等级较低的混凝土可引起严重泌水现象。

  机制砂目前基本为中粗砂，细度模数一般在2.8～3.5范围，机制砂中＞2.36mm和＜0.15mm的颗粒偏多，而中间颗粒偏少（尤其是0.3mm～1.18mm），＜300μm颗粒太少，级配不合理，有时某一粒级断档，混凝土和易性变差。机制砂石粉是石料在经除土处理后，加工机制砂过程中形成的粒径75μm的粉体物质，其矿物组成和化学成分与被加工母岩完全相同，与泥粉的成分完全不同，适量的石粉可弥补机制砂配制混凝土和易性差的缺陷。但75μm石粉太多，混凝土用水量可能增大，强度降低，收缩增大。

  对不一样的种类机制砂试验对比，可以有效区分不一样的种类、不同产地、不同质量的机制砂，为生产提供有效的数据支撑。

  （1）不一样的种类的机制砂压碎值差别很大，混凝土生产时要分别堆放，区别使用。

  （2）不同种类的机制砂吸水率随着砂的细度模数、石粉含量、含泥量的不同差异也较大，其石粉含量和含泥量越大吸水率也越大。

  （3）机制砂的细度模数大多在2.8以上，这一指标受到采石场、制砂厂加工工艺、筛网尺寸选择、磨细成本影响。

  （4）机制砂的级配较差、曲线明显偏离曲线Ⅱ区以外的，相同混凝土配合比相容性初始受粗颗粒影响流动性较好，经时损失后受细颗粒物质影响变化较大，不利于混凝土生产控制。

  从机制砂的选择和使用来看，应多了解各砂厂的原材料来源及质量控制情况，通过试验对质量做评估，确定量大且质量稳定的砂厂为主要供应商。供应紧张时，可采用其他砂厂砂与之复配使用，具体使用比例根据砂的质量（细度模数、含泥量、级配）以及砂的供应量来确定。改进人工采购模式，预防砂源质量不可控，一车一样，进场检测、混凝土生产难度大。加强砂试验、试配工作，多验证不同含泥量砂的配合比，确定不可控的砂进一步严控。根据砂的质量调整混凝土配合比，控制控制混凝土的工作性及强度。生产时，加强不同砂的检测，如含泥量、含水率控制，保持水胶比在可控范围内波动。开盘根据测定的含水率及确定的搭配比例进行生产，生产时可以变动外加剂掺量使混凝土拌合物工作性满足施工要求。

  （1）选用机制砂作为混凝土用砂，宜选用中砂，细度模数为2.6～3.0为宜；机制砂石粉中的亚甲蓝值控制在 MB值＜1.4，强度等级C50以上，亚甲蓝值＜0.8；机制砂石粉含量控制在小于10%，低强度等级的混凝土，石粉含量能控制在15%以内；砂的吸水率应控制在一些范围不宜超过2%。

  （2）采用同一配合比，同一批次的水泥、粉煤灰和机制砂，将不同批机制砂作为变量作对比分析，可以为生产提供有效的数据支撑。

  （3）混凝土生产的全部过程中确保不一样的种类、来源的机制砂应分开堆放，为方便生产控制，可采用两种砂按照比例复配模式进行生产，做到质量可控。

  （4）砂率、外加剂掺量实时控制，避免砂率调、外加剂用量大幅度调整造成混凝土拌合物泌水、离析、泵送困难。

  （5）现场混凝土技术人员进行交货服务，对混凝土泵送状况、混凝土浇筑过程、拆模养护过程及硬化后混凝土检测分析评定进行全方位控制。

  机制砂混凝土配合比设计时应根据所使用的原材料，考虑机制砂的吸水率，避免用水量选择不准确造成混凝土生产时坍落度损失难以控制，以及生产中用水量超出设计值导致水胶比增加，混凝土强度降低。机制砂细度模数偏大或者质量波动比较大时，可采用两种砂复配使用，相互调节，确保两种砂复配后的细度模数不超过3.0、颗粒级配曲线在中砂Ⅱ区范围内。机制砂混凝土配合比设计时应考虑石粉变化，混凝土浇筑方式、运距等因素，防止出现拌合物不正常的情况，如，砂率稍小，混凝土有可能会出现离析、泌水，砂率偏大则表现粘性过大、流动性差。机制砂混凝土砂率和外加剂用量的设定应有利于控制施工条件、运输造成的混凝土拌合物工作性问题。机制砂混凝土配合比设计时，也要注意骨料级配的调整，降低空隙率，这一点对低强度等级混凝土的工作性更有利，合理的粗骨料级配可在某些特定的程度上提高混凝土的强度。

  这种砂多以山皮石为原料进行破碎，由于长期风化，表面泥含量比较多，破碎后不进行水洗，因含泥量严重超标，基本没办法使用。山皮石生产的机制砂水洗后，造成细颗粒偏少，粗颗粒太多，单独使用配制混凝土粘聚性、保水性差，易离析、泌水。风化山砂的风化颗粒含量超标，坚固性差，压碎指标不合格，甚至用手可以掰开。再加上吸水量大，混凝土拌合物坍落度损失异常，难以控制，用水量超高，混凝土强度偏低一、两个等级。使用山皮石机制砂生产的混凝土质量控制难度大，不建议使用。迫不得已使用建议先试验，再使用。

  石屑是碎石生产的下脚料，受母岩影响较大。碎石生产设备的选用和是否整形对石屑的粒形影响明显，一般存在粒形差，级配差，通常表现为“两头大、中间少”，配制混凝土难度大。碎石厂采用水洗工艺对石屑进行清理洗涤，水洗的方式能降低泥含量的危害，但也洗掉细颗粒使砂级配变差，同时冲洗时使用絮凝剂对混凝土生产的影响不容忽视，有时变得难以控制。石屑水洗以后成分依然复杂，即使亚甲蓝MB值满足规定的要求，因外加剂的吸附不同，对混凝土的坍落度损失也是不一样的，也应加强混凝土试验，同时在混凝土运输车上配备外加剂方便现场调整。石屑生产混凝土的波动性比较大，生产的全部过程控制难度高，因此要求搅拌站在原材料进场检验、出厂检验、现场跟踪等环节需要混凝土技术人员进行质量管控。干法生产的石屑石粉含量偏高，含泥量受母材品质差异影响而千差万别，在混凝土生产采购中难以控制，且质量隐患大。

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