机制砂在混凝土中的应用

1、机制砂在混凝土中的应用摘要：本文主要阐述了机制砂在混凝土中的应用，通过相关的试 验分析，总结出了机制砂的特点和机制砂对混凝土拌合物性能的影 响，以及硬化后混凝土的力学性能、耐久性等，根据相关的机制砂的 技术要求，验证了机制砂的可行性。关键词：机制砂混凝土 应用前言：海复线高速公路莆田段位于福建省仙游县，路线全长50多公里，为双向6车道高速公路，设计时速100公里/小时，桥隧占路 线总长的60%工程管段内的隧道围岩为微风化凝灰岩， 抗压强度高， 是生产机制砂、碎石的理想母材，生产的机制砂和碎石的各项指标均 满足?公路工程 水泥混凝土用机制砂?JT/T819-2022和?公路桥 涵施工技术标准?J

2、TG/T F50 2022技术指标要求.本工程位于莆田 仙游境内，天然河砂资源匮乏；附近无天然河砂，当地建设工程使用 河砂均从遥远的福州、泉州等地运来，运距远、价格高，无法保证本 工程的需要，按标准化生产的机制砂级配合理， 拌制的砼和易性好且 强度高，机制砂代替天然河砂可以节约河砂资源， 又可以解决洞渣弃 方影响环境问题，还降低了混凝土本钱。一.机制砂的利用趋势机制砂又叫人工砂，是岩石经除土开采、机械破碎、筛分而成的， 公称粒径小于5mm勺岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩石的颗粒。 砂是混凝土组成的主要材料，随着建筑业开展和对建筑工程质量的重 视,建筑市场用砂数量越来越大，质量上要求越来越高，

3、而合格的 天 然砂资源却越来越少，由此引发的工程质量，破坏农田、水利资源问题日趋严重， 砂生产也因资源的变化而有所改变， 机制砂在标准范围 内的利用是既环保又经济。机制砂的主要特点有： 机制砂中石粉含量相对较高； 机制砂由于 经过破碎处理， 其颗粒呈不规那么的形态， 而且机制砂的比外表积相比 河砂更大；机制砂的粘结性能较好，石质坚硬；化学成份与母材、碎 石一致，对混凝土无负面作用，适合做高强混凝土；机制砂的颗粒级 配、细度模数可以调整：可以根据工程的需要，结合母材的特点和混 凝土的要求， 调整机制砂的细度模数和颗粒级配。 而河砂一般为天然 形成，人工调整级配比拟困难；机制砂表观密度一般比然河砂

4、大 ; 机 制砂颗粒锋利，多棱角，外表粗糙，细度模数多为 3.0 以上，宜控制 在2.83.3之间，与天然河砂相比，天然砂颗粒浑圆，外表光滑， 天然中砂细度模数多为2.53. 0 ,级配较好，对混凝土的工作性十 分有利，机制砂的颗粒级配稍差，大于 2.5 mm和小于0.08 mm的颗 粒偏多，导致混凝土的和易性较差， 容易引起混凝土的外观质量缺陷。 机制砂母材不应具有碱集料反响活性，不宜低于80MPa但是，机制砂的缺点可以通过选择适宜的碎砂设备、 合理利用砂中含石粉量、 调 整砂率，以及选用适宜的外加剂等措施来克服。 机制砂中含有的石粉 和泥的粒径虽然都小于0.075 mm,但是他们的成份不同

5、，细度相差 也较大。泥颗粒大多小于0.016 mm而石粉颗粒大都在0. 0160. 075 mm之间。泥吸附在砂的外表，阻碍砂与水泥的粘结；而适量的石粉 可填充在水泥、细砂的空隙之间,增强机制砂混凝土的工作性。 加 强机制砂的级配、石粉含量和压碎指标的抽检频率 , 进一步保证机制 砂的质量；机制砂在生产过程中，为能除去大局部石粉，往往将 30Om以下颗粒去除了大局部，从而造成机制砂颗粒级配不好，细度 模数偏大的问题，加之机制砂棱角多，外表粗糙，单独用于配制混凝 土很难满足其工作性要求， 可将之和天然河砂进行掺配， 以填充颗粒 级配的中间局部，使机制砂细度模数和级配符合标准要求。三机制砂在混凝土

6、中的应用普通混凝土及高强度泵送混凝土均可采用机制砂配制， 在严格控 制原材料质量和严格按照配合比施工的前提下， 配制的机制砂混凝土 可以保证混凝土的和易性、流动性、可泵性、强度、抗渗等性能，同 时还可保证混凝土不开裂。1水泥应符合?通用硅酸盐水泥?GB175道路硅酸盐水泥 应符合?道路硅酸盐水泥?GB13693的规定；C30及以下混凝土宜 选用32.5级水泥，C35C45宜用不低于42.5级水泥；泵送混凝土 用水泥宜应选用质量稳定、 旋窑的普通硅酸盐水泥， 其强度充裕系数 宜大于1.15 ,水泥的初凝时间不早于45min,终凝时间不宜晚于10小 时，水泥刚出厂时有一定热量，那么需存放二至三天，

7、防止水泥温度过 高引起坍落度损失较快。 2粗集料应选用应选用级配合理，粒形良好、母岩强度大于混 凝土设计强度的 1.5 倍的质地均匀、 巩固、线胀系数 小的洁净碳酸盐 碎石，也可采用碎卵石，不宜用砂岩碎石，应符合?公路桥涵施工技 术标准?JTGTF50-2022的规定；水泥混凝土路面的机制砂混凝土的粗集料应符合?公路水泥混凝土路面施工技术标准?JTGF30中H级和H级以上碎石的规定。3路面混凝土用机制砂应符合?公路水泥混凝土用机制砂? JTJ819-2022和?公路水泥混凝土路面施工技术标准?JTG F30中H级以上含H级砂的规定，机制砂的细度模数宜控制在2.83.8范 围；当采用的机制砂级配

8、不符合要求， 或配制的混凝土和易性不能满 足设计要求时，宜考虑采用机制砂与适宜细度模数的天然砂按一定比 例掺配的混合砂， 或外掺粉煤灰来改善机制砂的级配和细度模数， 以 满足不同要求的混凝土； 不应简单的通过堆积密度或空隙率的大小来 判断机制砂级配的好坏， 因为机制砂一般级配不良， 但由于其中较高 的石粉含量，导致其堆积密度增大，空隙率减少，配制C30及以下混凝土用机制砂应符合皿级砂的规定，石粉含量宜控制在W 10%MB<1.4 时,压碎指标<30%配置C35-C45混凝土用机制砂应符合H级砂的规 定，石粉含量宜控制W 7%MB<1.4时,压碎指标<25%机制砂中含有

9、5%10%的石粉, 宜作为改善普通中低强度特别是泵送中低强度机制 砂混凝土和易性的手段 ,配制的混凝土强度等级越低、流动性越大， 机制砂石粉含量宜控制越高。4 机制砂普通混凝土的矿物掺合料的品种粉煤灰和矿渣粉等。 粉煤灰的技术要求应符合 GB1596-2005?用于水泥和混凝土中的粉煤 灰?中H级以上含H级粉煤灰的规定，矿渣粉的技术要求应符合 GB/T18046-2000?用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉?的规定， 水泥混凝土路面的机制砂混凝土的粉煤灰应符合 ?公路水泥混凝土路 面施工技术标准?JTGF30中H级和H级以上粉煤灰的规定，掺合料 必须品质稳定、来料均匀且来源稳定。 5外加剂应具

10、有减水率高、坍落度损失小，适量引气，能明 显改善或提高耐久性且质量稳定的产品。 外加剂与水泥之间应有良好 的相容性。应优先选用多功能复合外加剂，外加剂应符合?混凝土外 加剂?GB8076?聚羧酸系高性能减水剂?JG/T223和?公路桥涵施 工技术标准?JTGTF50-2022的规定。由于机制砂较河砂外表粗糙的 多，比外表积相对来说大很多，会吸附一局部减水剂，导致减水剂的 实际减水率无法到达，从而间接的导致用水量增加，强度降低，所以 减水剂一定要优选一等品，并且减水率大于 25%。6混凝土拌合用水可用饮用水，不得用海水，应符合JGJ63-2006?混凝土用水标准?的规定。1机制砂混凝土配合比设计

11、应符合?普通混凝土配合比设计 规程?JTJ55-2022，在普通混凝土组分的根底上，按机制砂的特点进 行混凝土配合比设计， 通过合理利用机制砂中的石粉， 调整机制砂的 砂率，再掺入缓凝高效减水剂、 粉煤灰等外掺料， 在低水灰比条件下， 配得坍落度损失小、 泵送性好、和易性好、强度和耐久性高的混凝土。 机制砂普通混凝土的砂率较天然河砂混凝土高 24%应一般在38 46之间；机制砂普通混凝土砂率应根据机制砂自身细度模数、 颗粒 级配、石粉含量， 并按所选水灰比及碎石最大粒径通过试验确定，如 机制砂的石粉含量或细度模数、 级配发生变化，应及时进行砂率调整，用于泵送混凝土的砂率应相应增加。配制混凝土时

12、宜优先选用H类 砂，当采用I类砂时，应提高砂率，并保持足够的水泥用量，以满足 混凝土的和易性；当采用皿类砂时宜适当降低砂率； 对于泵送混凝土 宜选用中砂机制砂配制混凝土的和易性对用水量的改变和砂率的变 化很敏感： 在配合比设计和调整时应充分考虑机制砂级配不良、 砂率 选择不当、用水量偏高、减水剂掺量过高，易造成机制砂混凝土在出 机、卸料过程中离析、 振后易泌水。在水灰比和砂率等相同的条件下， 机制砂混凝土坍落度要小于河砂混凝土， 机制砂比天然河砂需水量增 加510Kg/m3,机制砂混凝土的容重比相应的天然河砂混凝土高约 2040Kg/m3,用机制砂配制的混凝土比天然河砂配制出的混凝土强 度略高

13、；机制砂中的石粉是一种有效的填料，虽然不具有活性，但提 高了混凝土的密实性， 增强了水泥石与骨料界面黏结； 并能改善水泥 石的孔隙结构， 抗渗性能得到提高； 机制砂混凝土预制的 T 型梁静载 同样满足河砂混凝土预制的 T 型梁的静载试验。(2) 机制砂混凝土的拌制拌制混凝土前， 试验人员必须实测砂及碎石的含水率， 按照实测 的数据发出混凝土施工配合比通知单， 混凝土搅拌站控制室严格按照 试验室发出的配料单及配料工艺顺序进行配料， 混凝土搅拌站控制系 统即自动计量系统要定期进行标定， 每班在使用前要检查一次， 确保 计量准确，计量最大偏差不得超过：水泥、粉煤灰、水为±1 ，粗细骨料&#

14、177; 2，减水剂± 0.5 ；在混凝土拌制过程中，试验人员随时 注意检测砂石的含水率， 以便及时调整混凝土配合比。 机制砂混凝土只有采用大型搅拌站或强制式搅拌机搅拌， 不得使用自落式搅拌机拌 制，搅拌时间应比天然河砂混凝土延长 2060s,可控制在90 150s, 机制砂高性能混凝土宜取上限范围，搅拌设备和搅拌时间影响机制砂 混凝土质量的一个重要因素。机制砂混凝土原材料的投料顺序宜为： 粗集料、细集料、水泥、矿物掺合料投入搅拌约30s、加拌合水搅拌约30s-45s、参加减水剂搅拌约30s，要保证混凝土搅拌 均匀。3机制砂混凝土的运输混凝土采用搅拌运输车运输，根据运距长短配置适量的

15、混凝土运 输车，在装料前要检查清洗干净搅拌筒，混凝土在出站前，必须检查 混凝土的和易性和坍落度，检查合格后才能签发出站。保证在混凝土 运输过程中保持均匀性，运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆， 并具有要求的坍落度和含气量等工作性能，由于机制砂的饱水性比 较差,受外界影响，机制砂的含水量就会不均匀，这对混凝土的和易 性、塌落度和质量等影响都比拟大，最好采用混凝土罐车运输。混凝 土搅拌运输车在运输途中，拌筒以13转/min速度不停地进行搅 动，运到现场卸料前应使拌筒搅拌 1 2min后再卸料。混凝土拌合物运输时间限值min气温C无搅拌运输车有搅拌运输车20<TW 30306010<T

16、W 2045755< TW 1060904机制砂混凝土的泵送和浇筑混凝土输送管铺设要直、短、平，输送泵入口水平管至少 15m， 输送管每隔3m应固定；夏季施工时，输送管必须采用麻袋覆盖并浇 水降温。输送泵每次在泵送混凝土前，泵机先试运行。保证正常后泵 送清水湿润管壁，并检查是否有渗漏，有渗漏时应及时处理。无渗漏 再泵送与混凝土同标号的水泥砂浆润滑管壁， 水泥砂浆不得泵入浇注 混凝土仓面，最后泵送拌制的混凝土。混凝土泵送初始时，应慢速泵 送，待泵送顺利后， 再用正常速度泵送。 混凝土泵送速度要均匀连续， 必要时可降低混凝土的泵送速度。假设停泵时间过长，应每隔35min 开泵一次， 防止料斗

17、内的混凝土沉淀离析。 混凝土运输到施工现场放 入混凝土输送泵前，必须检测混凝土的和易性和坍落度是否满足要 求，假设不能满足要求，应将该车混凝土退回，严禁在施工现场或混 凝土的运输过程中加水。 在运至现场的的混凝土发生离析时， 应在浇 筑前对混凝土进行二次搅拌。 当确有必要调整坍落度时， 严禁向运输 车内添加计量外用水， 而必须在专职试验人员在卸料前参加适量的减 水剂应对加减水剂的情况做好计录 ，且参加减水剂后高速旋转搅 拌罐90s。机制砂混凝土应采用分层连续推移的方式进行浇筑，浇筑 时的自由倾落高度不得大于2m,当大于2m时，应采用串筒、溜槽、 导管等设施辅助下落，串筒出料口距混凝土浇筑面的高

18、度不宜超过 1m,以保证混凝土不出现分层离析现象。混凝土必须在初凝之前泵送 并捣固完毕，为了防止混凝土输送泵在泵送过程中出现故障致使结构 混凝土出现工作缝或冷缝， 每次浇注悬灌箱梁混凝土前， 必须铺设两条输送管路，配置两台输送泵5机制砂混凝土的振捣和养护 按规定的工业和方式及时将混凝土均匀插捣密实， 每一振点的振 捣时间宜为 20-30s, 以混凝土不再沉落、不冒气泡、外表平坦泛浆为 度，防止过振、漏振。掺矿物掺合料混凝土振捣时，振捣后的混凝土 外表不应出现明显的掺合料浮浆层。 机制砂混凝土比砼坍落度的河砂 混凝土易于液化离析， 尤要防止过振。 梁板施工适当延长混凝土的捣 固时间,如果有附着式振捣设备 ,最好借助它 ,以增强混凝土的外表光 洁度, 减少外表气泡。混凝土振捣完成初步刮平后，应及时对混凝土 暴露面进行覆盖，防止外表水分蒸发，待暴露面混凝土初凝前，应用 抹子搓压外表至少两遍， 使之平整后再次覆盖。 此时应注意覆盖物不 能直接接触混凝土外表， 终凝后立即进行水养护或潮湿养护阶段。 对 于施工箱梁、 T 梁暴露构件时尤要注意。混凝土终凝后的持续养护时 间要满足标准要求。 机制砂特别是高石粉含量的机制砂混凝土比河砂 混凝土在施工早期更容易发生塑性收缩和枯燥收缩变形， 尤要