江祥雨

摘 ? ?要：近年來(lái)，由于我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，各個(gè)地區(qū)對(duì)于天然砂石的資源限采以及環(huán)境保護(hù)力度也越來(lái)越大。并且，各個(gè)地區(qū)在發(fā)展階段，當(dāng)?shù)卣蚕嗬^出臺(tái)了禁采河砂政策，進(jìn)一步地對(duì)砂石市場(chǎng)的供應(yīng)來(lái)源進(jìn)行了切斷。所以，為了可以有效地促進(jìn)工程建設(shè)的穩(wěn)定進(jìn)行，那么就一定要強(qiáng)化對(duì)機(jī)制砂的應(yīng)用和選擇。

關(guān)鍵詞：機(jī)制砂;混凝土;自密實(shí)

1 ?引言

隨著天然砂資源的日趨枯竭，國(guó)家限采政策陸續(xù)出臺(tái)，許多地區(qū)天然砂供應(yīng)短缺，使用機(jī)制砂代替天然砂成為今后發(fā)展的趨勢(shì)。道路橋梁工程中高性能混凝土對(duì)混凝土的工作性能、力學(xué)性能、耐久性能都有嚴(yán)格的要求，機(jī)制砂能否作為細(xì)骨料在公路工程高性能混凝土中使用仍處于研究和探索階段。為了研究機(jī)制砂在公路工程中應(yīng)用的可行性，為機(jī)制砂混凝土的使用做好技術(shù)儲(chǔ)備，本文以機(jī)制砂自密實(shí)高性能混凝土為載體展開(kāi)試驗(yàn)研究。

2 ?機(jī)制砂混凝土目前應(yīng)用現(xiàn)狀

日本在20世紀(jì)80年達(dá)關(guān)于砂石產(chǎn)量調(diào)查表明，機(jī)制砂石：天然砂石大致為1：0.9，到90年代該比例增長(zhǎng)到1：0.5。日本的黑川部第四壩就是采用了機(jī)制砂與天然砂配置的混凝土來(lái)作為細(xì)骨料。2007年開(kāi)工建設(shè)的南水北調(diào)東線(xiàn)穿黃河工程也采用了機(jī)制砂混凝土。國(guó)家重點(diǎn)規(guī)劃的汕（頭）昆（明）公路廣東境內(nèi)重要的一段汕揭高速公路橋梁也推廣應(yīng)用了機(jī)制砂混凝土。中鐵大橋集團(tuán)承建的我國(guó)第一座跨海大橋東海大橋，在細(xì)骨料中摻入了30%～40%的機(jī)制砂取代天然砂生產(chǎn)高性能混凝土，其強(qiáng)度和彈模都略有增長(zhǎng)。

3 ?機(jī)制砂混凝土特性

3.1 ?機(jī)制砂混凝土的工作性能比較

以某自密實(shí)混凝土配合比為基準(zhǔn)，僅更換細(xì)骨料的條件下，通過(guò)調(diào)整單方混凝土用水量和外加劑摻量來(lái)調(diào)整混凝土狀態(tài)，試驗(yàn)結(jié)果如表1。

因此，相對(duì)于河砂混凝土，單方混凝土用水量增加了5kg，外加劑摻量增加了0.2%～0.25%時(shí)，混凝土工作性能能夠滿(mǎn)足工程要求。

3.2 ?石粉含量對(duì)機(jī)制砂混凝土性能的影響

石粉含量是指機(jī)制砂中粒徑小于75μm的顆粒含量。MB值根據(jù)GB/T 14685的定義為：用于判定機(jī)制砂中粒徑小于75um顆粒的吸附能力的指標(biāo)。分別采用不同石粉含量和MB值的機(jī)制砂進(jìn)行混凝土拌合，對(duì)比其性能如表2。

從這三批機(jī)制砂中MB值和石粉含量對(duì)比可以看出，造成不同機(jī)制砂混凝土拌合物性能差異的主要原因?yàn)?，機(jī)制砂的MB值不同。機(jī)制砂MB值主要原因是其含有的石粉對(duì)外加劑和水的吸附能力較大，從而影響了混凝土用水量，因此石粉含量和MB值是影響機(jī)制砂混凝土用水量和外加劑摻量的主要因素。

4 ?機(jī)制砂自密實(shí)混凝土配置

4.1 ?原材料

配置采用原材料如表3。

4.2 ? 配合比設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)強(qiáng)度：C35自密實(shí)混凝土。

4.2.1 ? 配合比的計(jì)算

（1）粗骨料體積選定及質(zhì)量計(jì)算。根據(jù)JGJ 283—2012《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，SF1級(jí)的粗骨料體積為0.33～0.35，選擇0.34作為骨料體積。

粗骨料密度為2600kg/m3，粗骨料計(jì)算用量為884kg/m3。

（2）砂質(zhì)量。砂漿體積為1-0.34=0.66m3。根據(jù)JGJ 283，選擇砂體積分?jǐn)?shù)為0.45，則砂體積為0.297m3。砂子密度為2650kg/m3，則砂計(jì)算質(zhì)量為787kg/m3。

（3）膠凝材料漿體體積。根據(jù)JGJ283公式計(jì)算，膠凝材料漿體體積為0.363m3。

（4）膠凝材料表觀密度。粉煤灰摻量為25%，根據(jù)JGJ283公式計(jì)算，膠凝材料的表觀密度為2850kg/m3。

（5）水膠比。根據(jù)JGJ283公式計(jì)算，水膠比為0.42。

（6）膠凝材料用量。根據(jù)JGJ283公式計(jì)算，膠凝材料用量為457kg/m3，水泥用量為342kg/m3，粉煤灰用量為115kg/m3。

（7）用水量。根據(jù)JGJ283公式計(jì)算，用水量為193kg/m3。

（8）理論配合比。計(jì)算出的理論配合比為：

mw：mc： mf ： ms ： mg： mA=193：342：115：787：884：5.48

4.2.2 ? 試拌

（1）試拌自密實(shí)混凝土應(yīng)先檢測(cè)混凝土拌合物的自密實(shí)性（填充性、間隙通過(guò)性、抗離析性）是否符合設(shè)計(jì)和施工要求。

填充性——擴(kuò)展度、T500

間隙通過(guò)性——J環(huán)

抗離析性——靜態(tài)離析柱

使用計(jì)算出的配合比進(jìn)行試拌，發(fā)現(xiàn)混凝土的擴(kuò)展度過(guò)大，降低單位用水量后，保持水膠比不變，混凝土比較粘，流速不佳。通過(guò)降低單位膠凝材料用量及增加單位骨料用量，來(lái)改善混凝土的和易性。

4.2.3 ? 混凝土強(qiáng)度推衍試驗(yàn)

根據(jù)試拌的配合比的結(jié)果，增大或減少一定量的膠凝材料（25kg），外加劑用量根據(jù)試拌結(jié)果調(diào)整摻量至合適的擴(kuò)展度，進(jìn)行試驗(yàn)，確定基準(zhǔn)配合比在增加或減少膠凝材料時(shí)，是否仍能滿(mǎn)足要求。

4.2.4 ?調(diào)整和確定

基準(zhǔn)混凝土配合比的實(shí)測(cè)密度為2300kg/m3，計(jì)算密度為2320kg/m3。經(jīng)計(jì)算，混凝土校正系數(shù)為0.991，大于0.98，混凝土各材料用量不需要進(jìn)行調(diào)整。由于自密實(shí)混凝土受膠凝材料、用水量、外加劑用量等因素影響較敏感，基準(zhǔn)配合比膠凝材料減少時(shí)，J環(huán)通過(guò)性稍差，但強(qiáng)度等仍滿(mǎn)足要求，因此以基準(zhǔn)配合比滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，作為實(shí)驗(yàn)室配合比。故，C35自密實(shí)混凝土實(shí)驗(yàn)室配合比如下：

mw：mc：mf ：ms ：mg ：mA=180：337：112：795：896：5.39

4.3 ? 耐久性能

通過(guò)對(duì)混凝土耐久性能進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表6。

5 ?機(jī)制砂混凝土施工技術(shù)

5.1 ?原材料驗(yàn)收

機(jī)制砂進(jìn)場(chǎng)時(shí)要嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)文件的要求，足夠頻率地進(jìn)行抽樣檢測(cè)，對(duì)剛投入生產(chǎn)或生產(chǎn)線(xiàn)不穩(wěn)定的機(jī)制砂應(yīng)加大檢測(cè)頻率，重點(diǎn)控制顆粒級(jí)配、壓碎指標(biāo)、細(xì)度模數(shù)以及石粉含量、MB值等對(duì)混凝土性能影響較大的指標(biāo)。

5.2 ?混凝土拌和

（1）嚴(yán)格控制稱(chēng)量誤差，計(jì)量設(shè)備要定期經(jīng)有相關(guān)資質(zhì)的單位進(jìn)行標(biāo)定，過(guò)程中還要對(duì)量系統(tǒng)進(jìn)行不定期核查。（2）混凝土拌和宜采用雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)，對(duì)于普通混凝土要求攪拌時(shí)間不低于120s，對(duì)于C50及以上強(qiáng)度等級(jí)混凝土要求攪拌時(shí)間不低于180s。（3）拌合過(guò)程中要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，控制好出機(jī)坍落度，根據(jù)季節(jié)變化和原材料變化調(diào)整外加劑成分。

5.3 ?拌和物輸送

運(yùn)輸過(guò)程中要保證罐體轉(zhuǎn)動(dòng)，罐車(chē)抵達(dá)施工地放料前要高速旋轉(zhuǎn)罐體2min，避免出現(xiàn)離析現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)噭虬韬臀锏哪康?。?yán)禁私自加水拌合。

5.4 ?強(qiáng)化養(yǎng)護(hù)

對(duì)于混凝土養(yǎng)護(hù)來(lái)說(shuō)，其是混凝土澆筑施工階段一個(gè)非常重要的組成部分，科學(xué)且有效地進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，能夠?yàn)榛炷恋墓袒癄I(yíng)造一個(gè)相對(duì)良好的環(huán)境，最大程度的規(guī)避了裂縫的出現(xiàn)。一般，與河砂混凝土相比，機(jī)制砂混凝土的水分含量非常多，空氣中散失相對(duì)較快。所以，為了能夠有效地避免混凝土由于早期水分散失而出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，還應(yīng)該加大對(duì)養(yǎng)護(hù)工作的重視。在具體的養(yǎng)護(hù)階段，當(dāng)混凝土澆筑振搗完成之后，應(yīng)該在表面覆蓋一層土工布或者草席，然后灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，依照外界的溫度以及濕度等條件，有效地對(duì)灑水量以及次數(shù)進(jìn)行把控，以保證混凝土能夠得到有效的固化，全面提高混凝土強(qiáng)度和質(zhì)量。

6 ?結(jié)束語(yǔ)

綜合而言，隨著天然砂短缺的形勢(shì)日益嚴(yán)峻，開(kāi)展機(jī)制砂在商品混凝土中的研究應(yīng)用勢(shì)在必行，而如今我國(guó)道路和橋梁建設(shè)的快速發(fā)展，工程中的變截面L形、T形梁結(jié)構(gòu)等復(fù)雜結(jié)構(gòu)越來(lái)越多，鋼管混凝土、薄壁結(jié)構(gòu)混凝土等難以振搗部位混凝土，因此應(yīng)把機(jī)制砂盡早應(yīng)用于高性能自密實(shí)混凝土中。同時(shí)，混凝土在對(duì)機(jī)制砂進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，還應(yīng)該嚴(yán)格的依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行操作，堅(jiān)決不能夠草率行事，有效地對(duì)相應(yīng)技術(shù)進(jìn)行制定，科學(xué)的對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化，以確保機(jī)制砂的應(yīng)用更加合理和科學(xué)。

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