杜朝陽

(惠安縣建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站　福建泉州　362100)

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預(yù)拌機制砂混凝土不同于預(yù)拌天然砂混凝土質(zhì)量控制措施及生產(chǎn)施工過程應(yīng)采取的關(guān)鍵技術(shù)措施

杜朝陽

(惠安縣建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站福建泉州362100)

機制砂因表面粗糙，棱角多，顆粒級配較天然砂差，導(dǎo)致機制砂混凝土的和易性較差，容易引起混凝土的外觀缺陷，需采取各種有效的措施來解決這些質(zhì)量問題。文章通過參與編制福建省《預(yù)拌機制砂混凝土生產(chǎn)及施工技術(shù)規(guī)程》(DBJ/T13-116)編制過程中的有關(guān)試驗結(jié)果，比較分析了機制砂、天然砂混凝土生產(chǎn)及施工中有關(guān)技術(shù)措施，針對機制砂的特性，羅列出該規(guī)程中機制砂混凝土有別于天然砂混凝土的質(zhì)量控制措施,以及在生產(chǎn)施工過程應(yīng)采取的關(guān)鍵技術(shù)措施。

機制砂;預(yù)拌機制砂混凝土;石粉含量;養(yǎng)護;質(zhì)量控制

0　引言

經(jīng)除土處理，由機械破碎、整形、篩分制成的，粒徑小于4.75mm的母巖為花崗巖、石灰?guī)r的巖石、礦山尾礦顆粒，但不包括軟質(zhì)、風(fēng)化的顆粒，叫機制砂。采用機制砂為主要細集料配制而成的預(yù)拌水泥混凝土，叫預(yù)拌機制砂混凝土。機制砂混凝土的拌制、運輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護、拆模等施工要求與天然砂混凝土施工基本相同，但受機制砂特性的影響，其原材料質(zhì)量控制、混凝土配合比設(shè)計、生產(chǎn)及施工過程質(zhì)量控制措施與天然砂混凝土又有不同的方面。

1　原材料質(zhì)量控制措施

機制砂的品質(zhì)決定混凝土的質(zhì)量，直接影響建筑工程的質(zhì)量。機制砂使用單位應(yīng)根據(jù)國家現(xiàn)行有關(guān)標準規(guī)范的要求對進場機制砂進行復(fù)驗，復(fù)驗不合格的機制砂不得使用。機制砂所包含的石粉含量、母巖強度及壓碎值指標、吸水率等都會對機制砂混凝土有關(guān)性能造成影響，在使用中尚須進行嚴格控制。

1.1石粉含量控制

機制砂中粒徑小于0.075mm的顆粒含量稱為石粉。機制砂由于是由機械破碎制成，其顆粒尖銳有棱角，表面粗糙，有利于提高骨料與水泥的結(jié)合力，但對混凝土的和易性是不利的。機制砂中因存在有適量的石粉，則彌補了這一缺陷。石粉與機制砂成分相同，在混凝土中主要起微集料作用，可補充混凝土中缺少的細顆粒，機制砂中適量石粉的存在，增加了固體表面積對水的比例，保水性增強，泌水情況得到改善，改善了混凝土和易性，提高了混凝土的密實性和耐久性。但當石粉含量超過一定限度時，隨著石粉含量的增加，混凝土拌合物用水量增加，拌合物變得干稠，也將導(dǎo)致混凝土開裂和強度降低。

為了研究機制砂石粉含量對混凝土性能影響程度，規(guī)程編寫時，由兩家參編單位選用MB<1.4，石粉含量分別為0、5%、7%、10%、13%左右經(jīng)整形的機制砂配制C25、C35、C45、C60的泵送混凝土，分別測試不同石粉含量的機制砂對混凝土拌合物性能、混凝土力學(xué)性能及混凝土耐久性能的影響。試驗結(jié)果表明: 在混凝土拌合物工作性能方面，石粉含量為5～10%時，強度等級C35及以下的混凝土工作性能較好，石粉含量為7%以下時，強度等級C35以上的混凝土工作性能較好;在混凝土力學(xué)性能方面，強度等級為C25、C35的預(yù)拌機制砂混凝土抗壓強度峰值出現(xiàn)在石粉含量為7%左右，而高強度等級C60的預(yù)拌機制砂混凝土抗壓強度峰值在石粉含量為5%左右;在混凝土耐久性能方面，覆膜及噴涂養(yǎng)護劑養(yǎng)護方法能有效的減輕混凝土開裂現(xiàn)象，石粉含量為7%時混凝土抗裂性能較好; 在抗?jié)B性能上，一定范圍內(nèi)的石粉含量能提高預(yù)拌機制砂混凝土的抗氯離子滲透性能和抗水滲透性能，但當石粉含量超過10%范圍時，抗?jié)B性能有所下降。因此，機制砂生產(chǎn)過程中應(yīng)進行除塵處理保證石粉含量能符合表1的規(guī)定。

表1　機制砂中石粉含量

1.2機制砂的母巖強度及壓碎值指標控制

鑒于機制砂的母巖強度及壓碎值指標會直接影響到混凝土的力學(xué)性能和耐久性能，機制砂的壓碎值指標及機制砂母巖的強度限值應(yīng)符合表2的規(guī)定。

表2　機制砂壓碎值指標及生產(chǎn)機制砂母巖的強度限值

1.3吸水率、含水率控制

控制機制砂吸水率是控制混凝土水膠比和拌合物工作性能的主要措施之一，機制砂吸水率不宜大于3%。當含水率過高時，堆積的機制砂易出現(xiàn)含水率分層現(xiàn)象較為嚴重(即底部含水率明顯大于頂部)，對混凝土拌合物性能影響較大，從而影響混凝土質(zhì)量，進廠的機制砂含水率不宜大于8%。

1.4機制砂外形質(zhì)量控制

在相同公稱粒徑情況下，未經(jīng)整形的細長狀顆粒相對于經(jīng)過整形處理后方圓狀顆粒的比表面積大，在達到相同膠砂稠度時需要裹覆的水泥凈漿多，經(jīng)過整形制得的機制砂，能節(jié)省機制砂混凝土中的水泥用量，能較好的改善機制砂混凝土的拌合物性能和物理性能。編制組為了研究機制砂粒型對混凝土性能的影響，組織了兩家參編單位分別對該影響因素進行試驗，試驗結(jié)果均表明經(jīng)整形機制砂混凝土總體性能優(yōu)于未整形機制砂混凝土的性能。

2　配合比設(shè)計控制與調(diào)整

預(yù)拌機制砂混凝土在滿足工程設(shè)計和施工要求的條件下，應(yīng)遵循低水泥用量、低用水量和低收縮性能的原則來設(shè)計混凝土配合比。

機制砂細度模數(shù)對混凝土的工作性能和強度均存在顯著影響，使用機制砂拌制混凝土?xí)r，機制砂細度模數(shù)如太大則粗顆粒太多，級配不合理，和易性變差，如太小則細粉過多，需水量大，水泥用量增多，混凝土強度低，比較合適的細度模數(shù)范圍應(yīng)為2.3～3.2。為保證預(yù)拌機制砂混凝土的和易性，應(yīng)適當提高其砂率。采用中砂時，預(yù)拌機制砂混凝土砂率宜比天然砂混凝土砂率增大1%～2%；采用粗砂時，預(yù)拌機制砂混凝土砂率宜比天然砂混凝土砂率增大3%～5%。

為了解機制砂與天然砂配制的混凝土之間的差異，編制組進行了對比試驗。試驗結(jié)果表明：由于機制砂表面粗糙，需水量大，同強度等級的預(yù)拌機制砂混凝土拌合物的初始坍落度基本上均小于天然砂。因此，為了保證機制砂混凝土的施工性能，在配制預(yù)拌機制砂混凝土?xí)r，在水膠比不變的情況下，每立方混凝土用水量應(yīng)適當增加5～10kg。為避免由于機制砂混凝土用水量提高而增加水泥用量，機制砂混凝土的配制宜摻用適量減水劑。

預(yù)拌機制砂混凝土生產(chǎn)企業(yè)試驗室應(yīng)根據(jù)骨料含水率的變化及反饋的混凝土動態(tài)質(zhì)量信息，及時對配合比進行調(diào)整。

3　生產(chǎn)、施工過程質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)措施

機制砂混凝土早期失水速率較快，收縮變形大而易產(chǎn)生微裂縫，這就要求機制砂混凝土在原材料計量、攪拌、拌合物運輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護等各個環(huán)節(jié)均應(yīng)措施到位，除應(yīng)嚴格執(zhí)行天然砂混凝土的有關(guān)施工要求外，更要制定嚴密的施工技術(shù)方案并采取以下關(guān)鍵技術(shù)措施，重點保證結(jié)構(gòu)實體混凝土不產(chǎn)生裂縫等外觀質(zhì)量缺陷。

機制砂混凝土應(yīng)采用強制式攪拌機拌制不得使用自落式攪拌機。鑒于機制砂顆粒表面粗糙、多棱角、顆粒級配波動較大，其混凝土的粘稠度較大，因此其攪拌時間應(yīng)比天然砂混凝土適當延長，有效提高機制砂混凝土拌合物均勻性，延長時間可通過勻質(zhì)性檢驗結(jié)果來確定。

3.2混凝土運輸

為保證混凝土在運輸過程中保持均勻性，運到澆筑地點不分層、不離析、不漏漿，機制砂混凝土應(yīng)使用混凝土攪拌運輸車運輸，不得采用機動翻斗車運輸。運至現(xiàn)場的混凝土因各種原因確需調(diào)整混凝土坍落度時，可在專職技術(shù)人員指導(dǎo)下，在卸料前加入減水劑并高速旋轉(zhuǎn)攪拌罐。嚴禁在運輸過程和混凝土施工現(xiàn)場加水，混凝土必須在初凝前泵送并振搗完畢。

3.3混凝土澆筑

混凝土澆筑時，應(yīng)接近澆筑地點連續(xù)均衡布料，盡量選擇氣溫較低時澆筑。經(jīng)多個工程實踐證明，考慮到預(yù)拌機制砂混凝土和易性差些，澆筑豎向構(gòu)件預(yù)拌機制砂混凝土?xí)r宜分層均勻布料，其分層厚度由天然砂混凝土規(guī)定的500mm減小到300～400mm較為合理，可有效保證密實度；并且剪力墻澆筑時水平方向按每間隔20延長米留設(shè)施工縫，可最大限度降低墻體表面出現(xiàn)豎向收縮微裂縫。深600mm以上的梁至少分2層及以上進行澆筑，每300～400mm分層較為合理，以保證梁混凝土能夠振搗到位、密實；對于分層澆筑的大體積混凝土，分層厚度由天然砂混凝土規(guī)定的500mm減小到400mm較為合理，以便加快混凝土散熱速度。在相對濕度較小、風(fēng)速較大的環(huán)境條件下，應(yīng)采取場地噴水、噴霧、擋風(fēng)等措施，并應(yīng)避免澆筑有較大裸露面積的構(gòu)件。

3.4混凝土振搗

混凝土振搗時，當混凝土拌合物表面出現(xiàn)泛漿，基本無氣泡逸出，可視為搗實。預(yù)拌機制砂混凝土的流動性、包裹性比天然砂混凝土差些，易泌水，尤其要注意避免過振產(chǎn)生離析。

經(jīng)多個工程實例實踐證明，預(yù)拌機制砂混凝土移動間距、時間應(yīng)比天然砂混凝土適當縮小些：豎向及厚度大于200mm構(gòu)件的振搗間距，從天然砂混凝土要求的“振搗器有效半徑的1.5倍，移動間距400mm，每次振搗時間20～30s”適當調(diào)整為“振搗器有效半徑的1.2～1.5倍，移動間距300～400mm，每次振搗時間15～20s”，震動棒“快振密插”，振搗后的混凝土密實不分層。較薄的平面結(jié)構(gòu)采用平板振動器進行表面振搗，可以保證振搗到位。實踐證明，為提高平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土振搗效果，可在覆膜養(yǎng)護前使用提漿機進一步壓實，以提高混凝土密實度。

垂直測量系統(tǒng)的原理如圖1.兩個相距一定距離的水平光柵和豎直光柵通過透鏡投影成像到被測物體表面，CCD通過半透半反鏡在同光軸方向采集被物體調(diào)制的正交光柵圖像.

3.5加強混凝土養(yǎng)護

養(yǎng)護是水泥水化及混凝土硬化正常發(fā)展的重要條件，對保證混凝土質(zhì)量至關(guān)重要，在充分濕潤養(yǎng)護的情況下，水泥的水化作用可達到最大，保證澆筑的混凝土處于有利于硬化的濕度環(huán)境中，使硬化后的混凝土具有必要的強度和耐久性。為控制機制砂混凝土強度的正常發(fā)展和減少收縮，應(yīng)及時進行保濕養(yǎng)護，并按下列規(guī)定執(zhí)行。

3.5.1養(yǎng)護的方法

(1)平面構(gòu)件表面拉平抹壓后，應(yīng)及時覆蓋封閉其所有裸露面，并保持濕潤狀態(tài)；

(2)地下室和上部結(jié)構(gòu)柱、墻混凝土帶模養(yǎng)護時間不得少于3d,帶模養(yǎng)護結(jié)束后，應(yīng)采用有效養(yǎng)護方式繼續(xù)保濕養(yǎng)護。剛度很大的地下室會對與之相連的底層墻柱產(chǎn)生很大的約束，從而極易造成結(jié)構(gòu)豎向裂縫的產(chǎn)生，對這部分結(jié)構(gòu)增加帶模養(yǎng)護時間是必要的，預(yù)拌機制砂混凝土養(yǎng)護的水化量比預(yù)拌天然砂混凝土稍大些，上部結(jié)構(gòu)增加一些帶模養(yǎng)護時間也是必要的。

3.5.2養(yǎng)護的具體措施

混凝土養(yǎng)護可采取薄膜覆蓋、噴涂養(yǎng)護劑、覆蓋土工布、噴霧、蓄水等方式，具體養(yǎng)護方式應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場條件、環(huán)境溫濕度、構(gòu)件特點、技術(shù)要求、施工操作等因素確定。

2014年6月～9月，編制組在泉州地區(qū)某工程現(xiàn)場進行施工工藝及養(yǎng)護方式對預(yù)拌機制砂混凝土裂縫的影響現(xiàn)場實體試驗，養(yǎng)護方式為“薄膜覆蓋養(yǎng)護”、“噴涂養(yǎng)護劑養(yǎng)護”、“灑水養(yǎng)護”3種，試驗部位位于2#樓18、19、20層梁板，分3階段(層)分別進行實驗；每階段(層)按伸縮縫分為3區(qū)，每區(qū)分成3塊，每塊100多平方米，每區(qū)、每塊分別按 “薄膜覆蓋養(yǎng)護”、“噴涂養(yǎng)護劑養(yǎng)護”、“灑水養(yǎng)護”3種不同養(yǎng)護方式交替養(yǎng)護，每種養(yǎng)護方式均經(jīng)歷上午、下午、晩上3個時段，進行了養(yǎng)護效果對比。試驗結(jié)果表明：a.養(yǎng)護方式對裂縫控制影響較大：“薄膜覆蓋養(yǎng)護”方式效果最佳，基本未見裂縫； “噴涂養(yǎng)護劑養(yǎng)護”、“灑水養(yǎng)護”方式均出現(xiàn)一些不規(guī)則微裂縫；“噴涂養(yǎng)護劑養(yǎng)護”方式比“灑水養(yǎng)護”方式出現(xiàn)的裂縫較少一些，裂縫控制情況略好。b. 下午15∶00之前高溫時段澆筑的混凝土出現(xiàn)的裂縫較多; 下午15∶00之后澆筑的混凝土出現(xiàn)的裂縫較少。多個工程實例實踐證明，對于預(yù)拌機制砂混凝土澆筑面應(yīng)優(yōu)先選用覆膜養(yǎng)護的方式，具體措施如下:

(1)高溫季節(jié)、大風(fēng)、日照較強等環(huán)境中混凝土振搗完畢后10～20min，應(yīng)使用木拖板縱橫向兩次拉平后，立即用塑料薄膜覆蓋，混凝土全部表面應(yīng)覆蓋嚴密，并應(yīng)保持膜內(nèi)有凝結(jié)水，可以預(yù)防混凝土早期失水和被風(fēng)吹水分蒸發(fā)，是比較好的養(yǎng)護措施。實踐證明，如待到混凝土表面泌水停止后覆蓋薄膜，或薄膜掀開重新覆蓋，薄膜很難再有效覆蓋，養(yǎng)護效果顯著下降?；炷翝仓戤吔K凝24h后，構(gòu)件薄膜覆蓋養(yǎng)護層表面應(yīng)噴霧灑水，保證構(gòu)件薄膜覆蓋、搭接薄弱處保濕充分。

(2)覆膜養(yǎng)護有困難的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在混凝土初凝后30min內(nèi)，應(yīng)先使用木抹2次搓平，并立即在混凝土裸露表面噴涂養(yǎng)護劑進行養(yǎng)護，養(yǎng)護劑應(yīng)均勻、致密、縱橫向兩次噴涂在構(gòu)件表面，不得漏噴；養(yǎng)護劑依靠致密的薄膜養(yǎng)護層，封住混凝土表面阻止水分蒸發(fā)，達到混凝土養(yǎng)護目的。混凝土終凝24h后，養(yǎng)護劑涂層表面應(yīng)噴霧灑水保濕養(yǎng)護。

(3)墻、柱、梁等混凝土構(gòu)件帶模養(yǎng)護結(jié)束后，應(yīng)先在混凝土構(gòu)件表面噴霧灑水，并立即采用薄膜包裹或噴涂養(yǎng)護劑的養(yǎng)護方式繼續(xù)保濕養(yǎng)護。

3.5.3養(yǎng)護時間控制

采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土養(yǎng)護時間不應(yīng)少于7d；采用其他品種水泥時、采用緩凝型外加劑、大摻量礦物摻合料配制的混凝土、抗?jié)B混凝土、強度等級C60及以上的混凝土、后澆帶混凝土的養(yǎng)護時間不應(yīng)少于14d；大體積混凝土養(yǎng)護時間應(yīng)根據(jù)施工方案確定。養(yǎng)護期間應(yīng)保持混凝土始終處于濕潤狀態(tài)。

3.6拆?？刂?/p>

墻、柱等混凝土構(gòu)件必須達到本規(guī)程規(guī)定的帶模養(yǎng)護時間才能拆模，梁板應(yīng)在澆筑部分同條件養(yǎng)護試件試壓值達到拆模的允許值后，才能拆除底模。當遇大風(fēng)或氣溫急劇變化時，為避免因風(fēng)速和溫度變化較大造成機制砂混凝土溫度應(yīng)力過大而危害混凝土結(jié)構(gòu)，不宜拆模。

4　結(jié)語

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)主管部門應(yīng)加強對施工現(xiàn)場機制砂進場質(zhì)量、預(yù)拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)以及預(yù)拌機制砂混凝土施工實體質(zhì)量進行巡查、抽查抽測，并依法嚴肅查處各種違法違規(guī)行為。各有關(guān)單位應(yīng)嚴格執(zhí)行該規(guī)程及國家現(xiàn)行有關(guān)標準規(guī)范的規(guī)定進行預(yù)拌機制砂混凝土的生產(chǎn)和施工，努力保證預(yù)拌機制砂混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。

[1]JGJ/T241 人工砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S]

[2]DBJ/T13-116-2015 預(yù)拌機制砂混凝土生產(chǎn)及施工技術(shù)規(guī)程[S]

[3]GB50666-2011 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S]

[4]GB50164-2011 混凝土質(zhì)量控制標準[S]

杜朝陽(1966.09-)，男，高級工程師，主要從事建筑工程質(zhì)量監(jiān)督方向的工作。

Ready-mixed Manufactured-sand Concrete is Different from Ready-mixed Natural-sand Concrete Quality Control Measures and Production Construction Process Should Take the Key Technical Measures

DUZhaoyang

(Huian Construction Engineering Quality Supervision Station, Quanzhou 362100 )

Due to rough surface, edges and corners, particle size distribution than natural sand, lead to concrete workability is poor, easily lead to the appearance of the concrete defect, it is necessary to take effective measures to solve the problem of mechanismsand.Through articipation in the preparation of Fujian province 《Technical specificating for production and construction of ready-mixed manufactured-sand concrete》 DBJ/T13-116-2015, the results of the experiment in the process of the compilation of procedures were summarized, based on the comparative analysis of the technical measures in the production and construction of the manufactured-sand and natural sand concrete, according to the characteristics of manufactured-sand, the quality control measures of the manufactured-sand concrete are different from the natural sand concrete, and the key technical measures to be taken in the process of production and construction, and gives the analysis explanation.

manufactured-sand; Ready-mixed manufactured-sand concrete; Crushed dust content; Curing; Quality control

杜朝陽(1966.09-)，男，高級工程師。

E-mail:duzy329@163.com

2016-01-10

TU74

A

1004-6135(2016)03-0073-04