傅家福

（泉州市交通建設(shè)工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司，福建 泉州 362000）

0 前言

2020 年，福建省出臺(tái)《關(guān)于加快推進(jìn)重大項(xiàng)目建設(shè)促進(jìn)穩(wěn)投資的若干措施》一文中就提到，各地要加快機(jī)制砂項(xiàng)目的審批、出讓、建設(shè)。在此背景下，項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)商議，將機(jī)制砂與河沙試配對(duì)比，最終決定在C50 預(yù)制箱梁生產(chǎn)中采用機(jī)制砂[1]。

1 機(jī)制砂與河砂的定義

長(zhǎng)期受河水沖刷自然生成的，粒徑在4.75mm 以下的巖石顆粒，稱為河砂，砂粒表面大多光滑圓潤(rùn)。機(jī)制砂，利用機(jī)械設(shè)備人工制砂，通過(guò)制砂機(jī)使石料變成砂子，故表面粗糙，欠缺圓滑。

2 河砂混凝土與機(jī)制砂混凝土

2.1 原材

2.1.1 水泥：福建省泉州美嶺水泥有限公司生產(chǎn)的P·O52.5 水泥

2.1.2 外加劑：廈門宏發(fā)有限公司生產(chǎn)的聚羧酸減水劑

2.1.3 碎石：5-20mm

2.1.4 天然砂

2.1.5 機(jī)制砂

2.1.6 水

2.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)

通過(guò)計(jì)算選定初步基準(zhǔn)配合比為（kg/m3）：

水泥：砂：碎石：水：減水劑=479:699:1094:158:6.23；

由于實(shí)測(cè)的表觀密度2450kg/m3和計(jì)算表觀密度2430kg/m3差值的絕對(duì)值不超過(guò)計(jì)算值的2%，故不需對(duì)其進(jìn)行材料調(diào)整。按計(jì)算結(jié)果進(jìn)行試驗(yàn)。

2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比

由以上數(shù)據(jù)，可知：

⑴機(jī)制砂砼早期強(qiáng)度高于河砂砼，機(jī)制砂顆粒表面粗糙，與混凝土中其他成分更易發(fā)生嵌集料反應(yīng)，故早期強(qiáng)度相較于顆粒表面光滑的和河砂高[2]。

⑵機(jī)制砂砼與河砂相同砂率時(shí)，機(jī)制砂砼工作性能不理想，需提高砂率和外加劑慘量才可以達(dá)到和河砂混凝土相同的工作性能[3]。

⑶機(jī)制砂（砂率39%）試驗(yàn)結(jié)果較為理想，在C50 箱梁選用機(jī)制砂為原材。

2.4 基準(zhǔn)配合比比較

在基準(zhǔn)配合比的基礎(chǔ)上，另選兩個(gè)配合比進(jìn)行對(duì)比試配試驗(yàn)，此兩配合比的水膠比較基準(zhǔn)配合比水膠比分別增加和減少0.03，用水量與基準(zhǔn)配合比相同，經(jīng)檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)，均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d 后，測(cè)試力學(xué)性能，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1 所示。

表1 不同水膠比配合比7d 及28d 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，按照工作性能優(yōu)良、強(qiáng)度及耐久性滿足要求、經(jīng)濟(jì)合理的原則，確定配合比為水泥：砂：碎石：水：減水劑=479:699:1094:158:6.23。

2.5 實(shí)踐結(jié)果

2.5.1 外觀質(zhì)量

外觀質(zhì)量，如下圖所示：

2.5.2 回彈結(jié)果

依托二重環(huán)灣快速路（晉江段）新建工程一期工程A1 合同段生產(chǎn)的預(yù)制梁28d 回彈結(jié)果均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3 項(xiàng)目對(duì)于機(jī)制砂在C50 箱梁應(yīng)用的具體做法

⑴嚴(yán)格控制機(jī)制砂的壓碎值指標(biāo)，機(jī)制砂是混凝土中重要的骨料，機(jī)制砂的品質(zhì)將直接影響混凝土的品質(zhì)。

⑵把控機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)在2.5-3.0 之間，機(jī)制砂是這兩年新起的工藝，由于生產(chǎn)工藝的不完善、設(shè)備選型的不合理，易出現(xiàn)“兩頭多、中間少”的狀況。斷檔型砂混凝土和易性差，容易離析。

⑶加強(qiáng)對(duì)石粉含量的控制，石粉含量不多時(shí)，石粉中的碳酸鹽在水泥水化過(guò)程中可以與水泥的鋁硅酸鹽形成碳鋁酸鹽,使水泥強(qiáng)度提高。但石粉含量大于10%時(shí),水泥的鋁硅酸鹽成分有限,過(guò)多的石粉只能起到填充作用,反而降低混凝土的強(qiáng)度。趙順波等研究人員發(fā)現(xiàn)人工石粉含量過(guò)多，將會(huì)降低鋼筋和混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度。

⑷對(duì)機(jī)制砂的MB 值控制。MB 值是確定細(xì)集料中是否存在膨脹性粘土礦物(泥粉)的重要指標(biāo)，以評(píng)定集料的潔凈程度。夏晉等研究人員通過(guò)對(duì)機(jī)制砂梁和河砂梁長(zhǎng)期加載試驗(yàn)，得出梁的擾度隨著MB 值的增大而增大。

⑸機(jī)制砂含水率的控制，由于項(xiàng)目采用環(huán)保型料倉(cāng)，福建夏天溫度極高，水分揮發(fā)快，砂含水率變化大，加強(qiáng)試驗(yàn)檢測(cè)人員對(duì)料倉(cāng)砂含水率的檢測(cè)，做到及時(shí)向拌合站反應(yīng)砂含水率變化，做到及時(shí)調(diào)整。

⑹在施工上，機(jī)制砂棱角多、顆粒粗糙，與水泥顆粒的吸附性較弱，調(diào)配成的混凝土比河砂更易液化離析，故施工中按規(guī)范嚴(yán)格控制振搗時(shí)間為20-30s，避免出現(xiàn)過(guò)振現(xiàn)象。

⑺福建地區(qū)整體氣溫較高，水分蒸發(fā)快，對(duì)此混凝土的養(yǎng)護(hù)就顯得尤為關(guān)鍵，梁場(chǎng)設(shè)置了自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，加之土工布，可以保證對(duì)梁片的養(yǎng)護(hù)，避免因養(yǎng)護(hù)不到位產(chǎn)生的微型裂紋。

4 結(jié)論

通過(guò) C50 機(jī)制砂與河砂混凝土試配，對(duì)機(jī)制砂與河砂混凝土的工作性能和力學(xué)性能進(jìn)行研究，結(jié)論如下:

1) 機(jī)制砂混凝土增大外加劑摻量和砂率后，也具有良好的施工性能。

2)在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，C50 機(jī)制砂混凝與河砂混凝土相比具有更高的早期力學(xué)性能，力學(xué)性能優(yōu)勢(shì)明顯[4]。

3)依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果在二重環(huán)灣快速路（晉江段）新建工程A1 合同段進(jìn)行的預(yù)制梁生產(chǎn)，具有良好的表觀質(zhì)量和回彈強(qiáng)度[5]。