呂效偉

（甘肅新科建工監(jiān)理咨詢有限公司，甘肅蘭州 730000）

0 前言

近年來，我國交通工程在混凝土技術(shù)中提出了非常高的天然砂質(zhì)量要求。但是在天然砂緊缺的情況下只有少量的天然砂能夠使相關(guān)質(zhì)量要求得到滿足，這一情況在很大程度上限制了交通工程施工質(zhì)量的提升，并且在開采天然砂的過程中還會(huì)破壞環(huán)境。由此相關(guān)人員越來越重視機(jī)制砂在水泥混凝土中的運(yùn)用。

1 工程概況

本次工程為某高速公路工程，為雙向四車道設(shè)計(jì)，擁有約78km 全長，80km/h 設(shè)計(jì)時(shí)速，38%的全線橋隧比例，在本次工程中約使用48.9 萬m3的水泥混凝土。在本次高速公路工程中天然砂被機(jī)制砂所取代，不但實(shí)現(xiàn)了河沙資源的節(jié)約，使沿線自然環(huán)境得到了保護(hù)，而且實(shí)現(xiàn)了混凝土成本降低，提升了工程的經(jīng)濟(jì)效益。

2 天然砂與機(jī)制砂的性能對(duì)比

在物理性能方面天然砂和機(jī)制砂存在較多差異，所以使用這兩種砂拌制的混凝土，也會(huì)存在明顯不同的耐久性能和使用性能，對(duì)本次高速公路工程中所使用的天然砂和機(jī)制砂進(jìn)行取樣，與國家相關(guān)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合開展對(duì)比試驗(yàn)，得到了如表1 和表2所示的結(jié)果。

表1 機(jī)制砂性能指標(biāo)參數(shù)

表2 天然砂性能指標(biāo)參數(shù)

由上表可知：

1）與機(jī)制砂相比，天然砂擁有較高的細(xì)度模數(shù)，但是無法有效控制石粉含量和顆粒級(jí)配等，且在開展施工時(shí)，相關(guān)人員很難有效控制坍落度，會(huì)在一定程度上降低混凝土的強(qiáng)度，從而對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性產(chǎn)生不良影響；

2）天然砂擁有較高的含泥量，并且天然砂的含泥量差異較大，部分天然砂無法使顆粒級(jí)配的規(guī)范要求得到滿足。并且天然砂中的泥擁有較強(qiáng)的吸附性，會(huì)對(duì)黏結(jié)集料和材料產(chǎn)生不良影響，進(jìn)而對(duì)混凝土的耐久性和強(qiáng)度產(chǎn)生影響[1]。

3 水泥混凝土抗壓強(qiáng)度分析

3.1 混凝土抗壓強(qiáng)度受天然砂和機(jī)制砂的影響情況

對(duì)兩個(gè)標(biāo)段中所使用的機(jī)制砂和天然砂開展混凝土室內(nèi)試驗(yàn)，最終得到了如表3所示的結(jié)果。

表3 水泥混凝土抗壓強(qiáng)度參數(shù)

由上表結(jié)果可知：

1）通過對(duì)比兩個(gè)標(biāo)段水泥混凝土抗壓強(qiáng)度參數(shù)可知，與機(jī)制砂混凝土相比，天然砂混凝土能夠擁有高出約5%的砂率，并且混凝土使用泵送的方式施工需要滿足相對(duì)較高的砂率要求；

2）在擁有相同的砂率和水灰比時(shí)，與天然砂混凝土相比，機(jī)制砂混凝土?xí)碛懈〉奶涠?。與天然砂的混凝土容重相比，機(jī)制砂混凝土能夠擁有高出約30kg/m3的容重。與天然砂混凝土相比，機(jī)制砂混凝土相對(duì)來說擁有較高的抗壓強(qiáng)度，對(duì)其原因進(jìn)行分析，可能是因?yàn)榛旌狭系目障吨刑畛淞硕嘤嗟氖垲w粒，使混合料的密實(shí)性得到了提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)混合料強(qiáng)度的提升[2]。在使用機(jī)制砂拌制混凝土的過程中需要注意，需要與機(jī)制砂的特點(diǎn)相結(jié)合，將水膠比控制在較低水平，不但能夠?yàn)榛炷恋哪途眯?、操作性、?qiáng)度、和易性提供有效保障，還能夠增強(qiáng)混凝土的干燥收縮性能和彈性模量。

3.2 C50混凝土強(qiáng)度受石粉含量的影響情況

在C50 混凝土配制中使用石粉含量不同的機(jī)制砂，然后分別完成立方體抗壓強(qiáng)度檢測(cè)，得到了相關(guān)結(jié)果。由C50混凝土強(qiáng)度受石粉含量的影響可知：

1）在3d時(shí)石粉含量不同的機(jī)制砂混凝土擁有較為相近的強(qiáng)度值，并且在不斷提高石粉含量的過程中，會(huì)擁有較為穩(wěn)定的混凝土強(qiáng)度。在28d時(shí)混凝土擁有最大的強(qiáng)度差異；

2）與其他石粉含量相比，擁有3%石粉含量的混凝土在各齡期擁有最低的強(qiáng)度值；

3）當(dāng)混凝土擁有9%以上的石粉含量后，在不斷提升石粉含量的過程中會(huì)在不同程度上降低混凝土強(qiáng)度。對(duì)其原因進(jìn)行分析，可能是因?yàn)镃50 水泥混凝土中擁有較多的水泥，當(dāng)石粉含量過多時(shí)會(huì)導(dǎo)致水泥活性降低，從而對(duì)提升混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生不良影響[3]。

4 應(yīng)用機(jī)制砂混凝土?xí)r應(yīng)注意的問題

首先，在拌和混凝土的過程中，應(yīng)該嚴(yán)格遵循前期試驗(yàn)所得到的最優(yōu)配比拌合各種配料，因?yàn)闄C(jī)制砂擁有較為粗糙的表面和顆粒棱角，所以拌制的混凝土擁有較差的和易性，可能導(dǎo)致混凝土的泌水率處于較高水平，且擁有非常敏感的用水量，所以與拌制天然砂混凝土相比，在拌制機(jī)制砂混凝土?xí)r應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況增加30-60s 的時(shí)間，從而使混凝土的和易性要求得到滿足，同時(shí)需要保證在混凝土內(nèi)部均勻分布機(jī)制砂，能夠使混凝土強(qiáng)度分布離散的情況得到有效避免。

其次，在振搗混凝土方面，相關(guān)人員應(yīng)該對(duì)混凝土振搗過程進(jìn)行仔細(xì)觀察，保證滿足有漿且表面平坦、不沉落均勻、無冒泡情況等要求，每個(gè)振點(diǎn)應(yīng)該控制約25s的振搗時(shí)間。

最后，在養(yǎng)護(hù)機(jī)制砂混凝土方面，相關(guān)人員想要使干燥收縮和塑性收縮導(dǎo)致的機(jī)制砂混凝土裂縫得到避免，保證結(jié)構(gòu)滿足使用耐久性的要求，需要在完成施工后及時(shí)有效地開展養(yǎng)護(hù)機(jī)制砂混凝土的工作，養(yǎng)護(hù)方式與天然砂混凝土相同，可以采取草簾覆蓋、灑水等措施，但是需要注意適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間，正常情況下應(yīng)該連續(xù)開展超過15d的養(yǎng)護(hù)。

5 結(jié)語

綜上所述，在水泥混凝土中使用機(jī)制砂能夠在一定程度上提升混凝土的耐久性、強(qiáng)度以及操作性等，特別是在標(biāo)號(hào)較低的混凝土中，集料中的空隙將會(huì)被石粉所填充，能夠使混凝土孔隙結(jié)構(gòu)得到改善，使其擁有比天然砂混凝土更高的抗?jié)B性和強(qiáng)度。