（招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司，重慶 400060）

機制砂在預應力混凝土中的應用

劉 焰

（招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司，重慶 400060）

水泥混凝土因為其高度的可塑性、耐久性以及可以根據(jù)不同需要選擇合適的強度等級而在工程建設(shè)中得到了廣泛的利用。天然砂是不可再生資源，近些年隨著大規(guī)模的開采利用，已日漸走向枯竭，機制砂的應用日趨重要。文章結(jié)合機制砂在預應力混凝土中應用的實踐狀況，在對機制砂特性進行詳細解析的前提下，針對機制砂在混凝土中應用談談自己的幾點看法和建議。

機制砂；預應力混凝土；應用

不管在房屋建筑、市政工程還是在公路、橋梁、隧道、水利，水泥混凝土都是建筑材料的第一選擇，水泥混凝土的重要組成部分細集料嚴重影響著混凝土的流動性、坍落度、坍落度損失、耐久性等方面，天然砂的日益枯竭將機制砂的重要性展現(xiàn)在我們面前。重慶東南某高速公路項目處于烏江、郁江峽谷，地形地質(zhì)條件極為復雜，橋隧比例占到了路線總長的80%以上，需要數(shù)量巨大的混凝土材料。該項目沿線天然砂嚴重缺乏，滿足質(zhì)量要求的天然砂到場單價近400元/m3，于水泥價格相當，而若使用當?shù)貎α控S富的石灰?guī)r加工機制砂到場單價僅70～110元/m3，經(jīng)濟效益非?？陀^，可大規(guī)模降低工程建設(shè)成本。

近些年，工程技術(shù)人員對機制砂研究從未間斷，取得了相當大的成就，成功配制出滿足各方面使用要求的高性能混凝土，機制砂完全可以達到規(guī)范規(guī)定的質(zhì)量要求，所配制的混凝土在某些指標方面甚至超過使用天然砂配制的混凝土,機制砂的運用是混凝土技術(shù)未來發(fā)展的必然選擇。

1 機制砂特性分析

機制砂是值天然巖石、礫石經(jīng)機械破碎、篩分、除塵等工藝加工而成的小于4.75mm的具有一定級配的巖石顆粒。機制砂同天然砂相比，具有一定的棱角性、表面粗糙、含有較多石粉，細度模數(shù)較大，多為中、粗砂。這些特性讓其在混凝土配制時需要較大的砂率、需水量大，同樣水泥用量時強度偏低。同時，由于加工工藝和母巖的變化造成機制砂質(zhì)量波動較大。同時，在石粉含量在一定范圍內(nèi)時，石粉中的碳酸鹽在水泥水化過程中與水泥的鋁硅酸鹽形成碳鋁酸鹽,使水泥強度得以提高。石粉含量大于10%時,隨取代量的增加水泥強度呈直線下降,原因是水泥的鋁成分有限,過多的石粉只能起惰性料的填充作用,反而降低水泥的活性。所以，機制砂的使用，控制石粉含量是最重要的環(huán)節(jié)。

目前，由于機制砂生產(chǎn)規(guī)模較小，設(shè)備投入?yún)⒉畈积R，相當一部分機制砂由于工藝問題會有很多的片狀顆粒，這將加大混凝土需水量，降低混凝土流動性。為此，加入整型機，整合機制砂進行規(guī)?；a(chǎn)尤為緊迫。

機制砂還具有改善混凝土抗?jié)B和抗凍性，生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量可人工控制等優(yōu)勢。只有充分利用機制砂的優(yōu)勢條件，才能確保機制砂的力學性和耐用性，使其完全符合相關(guān)方面的設(shè)計標準和要求。

2 機制砂在混凝土中的應用

2.1 機制砂石粉的作用

從本質(zhì)上說，天然砂和機制砂最主要的區(qū)別在于：生產(chǎn)機制砂時，會產(chǎn)生不少的石粉。一般來說，石粉中的化學含量和礦物質(zhì)含量有著十分巨大的差別。正因為如此，在預應力混凝土中，石粉所起的作用也大不相同。對于混凝土而言，機制砂中的石粉是十分有益的。調(diào)查研究表明，適當?shù)幕烊胧?，有利于進一步改進和調(diào)整混凝土特細骨料的級配，有利于最大限度地提高混凝土的綜合性能。同時，混凝土中的石粉含量一旦超出了一定限度，就會引發(fā)一系列的問題，比如降低混凝土強度，增大水泥用量，坍落度損失大等。正因為如此，我們應該結(jié)合具體的混凝土強度，科學、合理地控制混凝土中的石粉含量。實踐表明，石粉含量維持在百分之八和百分之十之間為佳。

2.2 采用新工藝提高機制砂的生產(chǎn)質(zhì)量

從某種意義上說，機制砂品質(zhì)的好壞，會對混凝土質(zhì)量產(chǎn)生十分巨大的影響力。換句話說，建筑工程的使用效能是否得以充分發(fā)揮，很大程度上取決于機制砂品質(zhì)的好壞，機制砂品質(zhì)的好壞，與建筑工程的施工質(zhì)量息息相關(guān)。在目前的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)水平的制約下，相當一部分機制砂的粗糙度和圓弧度還無法達到預期的標準。從目前看來，我們應該充分運用先進的科學技術(shù)，充分考慮機制砂的實踐狀況，科學、合理地制定相應的生產(chǎn)流程，從而大幅度提高機制砂的生產(chǎn)質(zhì)量。另外，加快科學研究不容忽視。

2.3 配比思路稍作調(diào)整

機制砂混凝土、天然砂混凝土配比設(shè)計由于其特征的不同存在加大差異。與天然砂水灰相比，我們使用的機制砂在放大到一定比例之后，能夠大幅度提高混凝土強度。更進一步說，在絕大部分混凝土中，粉煤灰被替代成石粉具有一定的可行性和實踐性。值得肯定的是，相當一部分國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)會做粉煤灰被替代成石粉相關(guān)方面的實驗，取得了一定的成效。實踐表明，企業(yè)采用的粉煤灰被替代成石粉之后，有利于大幅度降低混凝土的用水量，有利于最大限度地改善和易性，有利于大幅度提升流動性能。正因為如此，在進行設(shè)計的過程中，我們應該清楚地認識到，機制砂能夠?qū)︻A應力混凝土產(chǎn)生十分重要的影響力。這里需要明確的是，結(jié)合建筑單位具體的實踐狀況，科學、合理地設(shè)定配比值勢在必行。

3 結(jié)語

總而言之，機制砂在預應力混凝土中的應用具有一定的現(xiàn)實意義。對相當一部分發(fā)達國家來說，研究機制砂的經(jīng)驗和取得的成果明顯比發(fā)展中國家多。我國西南部地區(qū)自然資源十分匱乏，機制砂在預應力混凝土中的應用已經(jīng)較為普及。為了最大限度地將科技含量較高的機制砂技術(shù)進行推廣，我們應該齊心協(xié)力，大幅度提升機制砂在預應力混凝土中的應用的關(guān)注度。

[1]吳梅.機制砂特性分析及其在混凝土中的有效應用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2013.

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1003-5168(2014)06-0072-01