高性能混凝土中機(jī)制砂的應(yīng)用

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隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都在不斷地完善，在此過(guò)程中就會(huì)用到大量的建筑砂，我國(guó)每年的建筑砂用量在世界上都排在前幾位，每年的消耗量可以達(dá)到50億m3左右。天然砂作為一種不可再生資源，在我國(guó)的分布也不夠均勻，在具體的開(kāi)采過(guò)程中如果沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格的管理就可能會(huì)給自然環(huán)境造成非常嚴(yán)重的破壞，想要對(duì)自然和資源和環(huán)境進(jìn)行有效的保護(hù)，同時(shí)有效降低施工成本提升其使用性能就應(yīng)該盡可能減少對(duì)天然砂的使用，而應(yīng)該采用機(jī)制砂作為施工的主要材料，只有這樣才能獲得更加長(zhǎng)久的發(fā)展。

1工程概況

我隊(duì)施工段起訖樁號(hào)：DK824+055.59～DK832+228全長(zhǎng)8172.41米。包括兩座特大橋：其中水桶木寨特大橋長(zhǎng)2351.754米；雨窩橋特大橋長(zhǎng)935.893米;兩座大橋：大沖溝大橋長(zhǎng)267.313米；馬姐大橋長(zhǎng)339.373米。橋梁共長(zhǎng)：3894.333米。四座隧道：大坎一號(hào)隧道395米，大坎二號(hào)隧道176米，馬枧明洞89米，魚(yú)丘寨隧道922米，共1582米。三段路基共2696.077米，其中有13座涵洞。本地域處于喀斯特地區(qū)，地下溶洞、暗河較多，基本上沒(méi)有河砂。施工用料只能采用機(jī)制砂。

2機(jī)制砂概述

機(jī)制砂是一種巖石顆粒，其粒徑一般情況下都不會(huì)超過(guò)4.75毫米，屬于一種中粗砂，具體的生產(chǎn)過(guò)程是從鵝卵石、礦石以及尾礦中所提煉出來(lái)的一種集料，然后經(jīng)過(guò)磨制成的砂料。在機(jī)制砂生產(chǎn)過(guò)程中，所用到的鵝卵石一般情況下都來(lái)自于河道，所以難免會(huì)攜帶大量的天然砂和泥沙，最終磨制出來(lái)的機(jī)制砂質(zhì)量也存在較大的差異，而且數(shù)量也比較少。利用尾礦對(duì)機(jī)制砂進(jìn)行生產(chǎn)主要是對(duì)其中的碎石塊和生石灰進(jìn)行加工而成的，經(jīng)過(guò)篩分處理之后的機(jī)制砂質(zhì)量存在很大的差異，普遍顆粒比較大而且石粉的含量比較多，表面沒(méi)有天然砂細(xì)膩。現(xiàn)如今大多數(shù)混凝土配制過(guò)程中都會(huì)摻入一定量的機(jī)制砂，尤其是高性能混凝土更是如此，這種混凝土具有穩(wěn)定性、耐久性、強(qiáng)度以及柔韌度都比較好特點(diǎn)，而且比以往傳統(tǒng)的混凝土更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。高性能混凝土的主要成分包括石灰石、石膏粉、砂漿、粘土以及煤粉。機(jī)制砂具有以下幾種特點(diǎn)：

2.1機(jī)制砂的形貌

將機(jī)制砂和天然砂進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，天然砂顆粒比較圓潤(rùn)，主要是因?yàn)槠鋵?shí)在自然環(huán)境下形成的，而機(jī)制砂是經(jīng)過(guò)機(jī)械磨制而成，所以顆粒更加尖銳，棱角分明，外形一般呈三角或者是多角體，還有部分機(jī)制砂有很多片狀顆粒。除此之外還發(fā)現(xiàn)，在相同塌落度和水泥用量條件下，機(jī)制砂和天然砂在配制混凝土的時(shí)候，機(jī)制砂需要更多的水，可是強(qiáng)度也具有更大的優(yōu)勢(shì)。利用天然砂和花崗巖機(jī)制砂對(duì)混凝土進(jìn)行配制的時(shí)候，我們可以發(fā)現(xiàn)，配合比相同的條件下，想要實(shí)現(xiàn)相同的塌落度，利用棱角比較明顯的花崗巖機(jī)制砂進(jìn)行配制過(guò)程中需要使用更多的減水劑，而且各齡期的抗壓強(qiáng)度還有力學(xué)性能都比天然機(jī)制砂各個(gè)方面都有更多的優(yōu)勢(shì)。

2.2機(jī)制砂的粒徑

機(jī)制砂通常情況下是指粒徑在4.75毫米以內(nèi)的顆粒，如果粒徑在75μm以內(nèi)而且和母巖的組成成分相同的話就被稱作石粉。機(jī)制砂通常情況下粒徑在150μm以內(nèi)和2.36mm以上的顆粒比較多，處于中間的顆粒相對(duì)比較少。在磨制過(guò)程中最好將機(jī)制砂的細(xì)度控制在2.6到3.7之間最為科學(xué)合理。如果細(xì)度模數(shù)太低的話就會(huì)造成顆粒很多和石粉含量過(guò)高，如果細(xì)度模數(shù)過(guò)高就會(huì)造成混凝土的黏聚性不是很好。

2.3機(jī)制砂中的石粉

上面已經(jīng)提到過(guò)，機(jī)制砂是利用母巖經(jīng)過(guò)一定工序的破碎之后而成的，所以其中就會(huì)含有一定量的石粉，如果比例適當(dāng)對(duì)混凝土性能有一定的好處。除此之外，石粉還具有一定的微滾珠作用，所以其可以在骨料當(dāng)中起到一定的降低摩擦作用，大大降低了混凝土的塌落度并提升了混凝土的工作性能。在水化反應(yīng)過(guò)程中，石粉還可以起到一定的微集料填充和晶核作用，可以有效促進(jìn)水化產(chǎn)物的結(jié)晶，也可以對(duì)混凝土施工過(guò)程中產(chǎn)生的孔隙進(jìn)行填充，大大提升了混凝土的密實(shí)度，降低了有害孔隙的產(chǎn)生，有效改善了混凝土的結(jié)構(gòu)、提升了強(qiáng)度和抗?jié)B性能。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究表明，如果機(jī)制砂的MB值在1.4以下的時(shí)候，機(jī)制砂當(dāng)中的石粉含量可以允許達(dá)到10.5%，而且在相同范圍內(nèi)所配制的機(jī)制砂混凝土的彈性模量、強(qiáng)度以及抗?jié)B性都比天然砂要好很多。

3機(jī)制砂在混凝土中的應(yīng)用問(wèn)題

3.1機(jī)制砂中的石粉含量控制不當(dāng)

在對(duì)高性能混凝土進(jìn)行配制的過(guò)程中，只有做好對(duì)機(jī)制砂和石粉含量的控制才能有效提升混凝土的柔韌性和穩(wěn)定性，可是在實(shí)際操作過(guò)程中，總是很難把控好石粉的具體含量，還有部分企業(yè)根本就沒(méi)有對(duì)石粉的含量控制工作引起足夠的重視，嚴(yán)重影響了機(jī)制砂和混凝土的質(zhì)量。

3.2機(jī)制砂的加工工藝有待提升

根據(jù)相關(guān)研究表明，我國(guó)現(xiàn)如今的機(jī)制砂加工設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，也沒(méi)有對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行充分的應(yīng)用，在提煉的時(shí)候不能對(duì)鵝卵石、礦石以及尾礦當(dāng)中的砂質(zhì)原料進(jìn)行有效的提取，造成了資源的浪費(fèi)，也降低了機(jī)制砂的生產(chǎn)數(shù)量。

3.3機(jī)制砂的質(zhì)量難以保證

就我國(guó)目前的情況來(lái)看，大多數(shù)企業(yè)在對(duì)機(jī)制砂進(jìn)行加工的時(shí)候都沒(méi)有對(duì)機(jī)制砂的質(zhì)量檢測(cè)工作引起足夠的重視，沒(méi)有對(duì)機(jī)制砂的粘結(jié)力、穩(wěn)定性以及石粉的具體參數(shù)比進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，幾乎不給其中添加粉煤灰，這就使得機(jī)制砂的質(zhì)量沒(méi)有了保障。除此之外，多數(shù)企業(yè)都是將生產(chǎn)出來(lái)的機(jī)制砂直接摻入到混凝土當(dāng)中，并沒(méi)有對(duì)混凝土的粘結(jié)力、結(jié)構(gòu)密度以及防水性能和抗壓強(qiáng)度進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。

4機(jī)制砂在高性能混凝土中的應(yīng)用

4.1使混凝土的拌合時(shí)間有效延長(zhǎng)

只有延長(zhǎng)混凝土的攪拌時(shí)間才能確保混凝土攪拌的均勻性，這就很好地提升了混凝土的和易性，相比較而言，機(jī)制砂沒(méi)有河沙那么的光滑圓潤(rùn)，所以通常情況下在攪拌過(guò)程中都需要延長(zhǎng)2.5到3分鐘左右以增強(qiáng)混凝土的和易性。

4.2對(duì)機(jī)制砂的生產(chǎn)工藝加以嚴(yán)格控制

想要更好地保證機(jī)制砂的生產(chǎn)質(zhì)量就一定要對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行嚴(yán)格的把控，在將機(jī)制砂投入使用之前，相關(guān)的工作人員還應(yīng)該對(duì)機(jī)制砂的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，例如石粉的顆粒級(jí)配、具體含量、泥塊含量、壓碎值、MB值以及細(xì)度模數(shù)等。由于機(jī)制砂是由巖石經(jīng)過(guò)一定的破碎工藝加工而成的，所以在生產(chǎn)過(guò)程中很容易發(fā)生質(zhì)量一定程度的波動(dòng)，想要不斷提升混凝土的使用性能就一定要確保混凝土的配制質(zhì)量，做好對(duì)石粉含量和細(xì)度模數(shù)的控制，最好將其變化范圍控制在±0.2之內(nèi)。

4.3機(jī)制砂混凝土拌合及運(yùn)輸

在對(duì)混凝土配制過(guò)程中，如果想要有效縮短運(yùn)輸距離就應(yīng)該充分結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的具體環(huán)境和施工便利條件，對(duì)運(yùn)輸線路進(jìn)行最為科學(xué)合理的選擇，在具體的運(yùn)輸過(guò)程中還應(yīng)該盡可能避免混凝土發(fā)生離析現(xiàn)象，把控好混凝土的運(yùn)輸時(shí)間，一般情況下不要超過(guò)半個(gè)小時(shí)。在運(yùn)輸過(guò)程中，不但要避免離析現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)還要眼中泌水和漏漿以及塌落度損失現(xiàn)象的發(fā)生，在輸送到施工地點(diǎn)的時(shí)候應(yīng)該確保規(guī)定的塌落度。在實(shí)際操作過(guò)程中，可以采用少停留、快裝快運(yùn)以及少倒運(yùn)的方式來(lái)降低混凝土塌落度的損失，同時(shí)還應(yīng)該保證施工現(xiàn)場(chǎng)報(bào)檢時(shí)間的準(zhǔn)確性，否則就很容易出現(xiàn)不能及時(shí)澆筑而影響混凝土的外觀質(zhì)量和耐久性。

4.4加強(qiáng)機(jī)制砂混凝土的振搗和養(yǎng)護(hù)

相比較而言，機(jī)制砂混凝土沒(méi)有河沙的流動(dòng)性好，而且粘聚性也比較大，這就需要加強(qiáng)對(duì)其的振搗操作，更好地保證混凝土的密實(shí)性和均勻性。在具體振搗過(guò)程中，應(yīng)該充分結(jié)合混凝土的斷面尺寸、結(jié)構(gòu)形式以及深度等多方面需求對(duì)振搗器進(jìn)行合理的選擇，保證混凝土的振實(shí)程度，而且不能出現(xiàn)欠振、漏振和過(guò)振現(xiàn)象。如果遇到鋼筋非常密集的區(qū)域或者是存在預(yù)埋件不好實(shí)施澆筑則應(yīng)該提前預(yù)先定制特殊的施工技術(shù)以更好地保證振搗作業(yè)的順利完成。機(jī)制砂當(dāng)中的水分含量比較大，散失地也非常快，所以在澆筑完成12小時(shí)內(nèi)就應(yīng)該及時(shí)灑水和覆蓋養(yǎng)護(hù)，最少要堅(jiān)持14天左右，只有這樣才能保證混凝土的強(qiáng)度和質(zhì)量。總而言之，機(jī)制砂是一種粒徑在4.75毫米以內(nèi)且細(xì)度模數(shù)在2.6到3.6毫米的中粗砂，一般都是從鵝卵石、礦石和尾礦當(dāng)中提煉出來(lái)的，將其運(yùn)用都混凝土的配制過(guò)程中可以有效提升其穩(wěn)定性、耐久性、抗壓性能和柔韌度。在具體操作過(guò)程中，相關(guān)的工作人員必須控制好機(jī)制砂中的石粉含量，提高加工技術(shù)，確保機(jī)制砂的生產(chǎn)質(zhì)量，做好混凝土的質(zhì)檢工作，以維護(hù)混凝土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。