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[摘 要]机制砂混凝土在建筑施工上有越来越广泛的应用，通过我项目建设过程中的不断摸索，我们掌握了一套机制砂混凝土的配比技术参数。现就我们在工作中积累的一些经验，对机制砂混凝土的性能与应用做一简单阐述。
[关键词]机制砂混凝土 石粉含量 配合比 耐久性
中图分类号：TH233 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01
引言
重庆市丰都-石柱高速公路B2标段混凝土设计方量60万方，且多采用机制砂拌合混凝土，机制砂混凝土与天然砂混凝土比较有一定的特殊性，现就机制砂混凝土特性及施工工艺等做一简单论述。
一、影响机制砂混凝土性能的主要因素
（一）在以水灰比保证强度的前提下，从工作性角度来看，应以最佳振实密度和水粉比确定最佳石粉含量。比如有些资料认为对于中低强度泵送混凝土，水粉比介于0.37-0.4时，混凝土工作性最佳；对于大流动性高强混凝土，水粉比为0.28-0.29时，混凝土工作性最佳。
（二）以抗压强度决定石粉含量限值时，对于中低强度混凝土，最优石粉含量10%-15%，最高限值20%；对于高强度混凝土，最优石粉含量10%，最高限值14%。
（三）以抗折强度决定石粉含量的限值时，对于中低强度混凝土，最优石粉含量10%，最高限值20%；对于高强度混凝土，最高限值14%。
（四）中低强度机制砂混凝土石粉能够增强混凝土的抗渗性能，不需限制石粉含量。石粉含量对高强度混凝土的抗渗性能有些許负面影响，但是微乎其微，不足以为限值提供依据。
（五）以控制含泥量为目的控制石粉含量的情形，对于固定来源的机制砂，可通过从MB值与含泥量的对应关系，以具体的MB值来确定石粉含量的限值，MB值较小者，可放宽石粉含量。
（六）对于不同其他材料环境、不同岩石质地的混凝土体系，均可通过系统试验求取最佳水粉比和石粉含量控制。
（七）对水灰比的选择仍基于天然砂确定水灰比的公式，但是在选取“最大水灰比”和“最小水泥用量”时，出于工作性的考虑，应代之以“最大水粉比”和“最小粉料用量”的概念，可以在满足强度、工作性的前提下节约部分水泥，降低混凝土成本。具体替换量应根据试验确定。
（八）对单位用水量的选择，仍基于天然砂混凝土的用水量。在不掺减水剂的情况下，机制砂中的石粉含量增加将使混凝土的流动性降低，要保证坍落度，必须增加用水量。若掺加减水剂，则机制砂中的石粉便可发挥积极作用，但是石粉含量需严格控制。另外，由于石粉对减水剂有较强的吸附作用，在拌合过程中，需注意不能让减水剂与集料直接接触，应采用二次投料。
（九）对砂率的选择，机制砂混凝土不仅要考虑机制砂的细度模数，还要考虑石粉含量的影响，可以在细度模数的基础上选择砂率，再根据石粉含量的多少具体调整，适当降低砂率。高石粉机制砂的砂率确定应参考最佳水粉比。
二、不同石粉含量的机制砂混凝土性能比较
基于以上配制机制砂混凝土的要点，我们针对当地原材情况，采用三种不同机制砂进行混凝土试配：
毛砂，石粉含量大，达12%---18%；
除尘砂，石粉含量3%---7%；
掺配砂，在除尘砂中掺入20%的特细砂。
经试验得出，用三种不同的细集料进行混凝土配合比试验，混凝土的工作性、强度也存在一定程度的差异。综合比较，毛砂宜用于强度等级不大于C30混凝土施工，其单价相对低于其他砂，经济实惠；除尘砂和掺配砂宜配置高标号混凝土，混凝土强度指标有保障。
三、高标号机制砂混凝土配合比的调整
我处C50混凝土采用机制砂（除尘砂）施工，在施工中预制梁外观质量较差，气泡较多，经分析造成这种问题的主要原因有两个：一是我处混凝土施工所采用的细集料为机制砂，机制砂混凝土保水性差，混凝土流动性较天然砂要差，也容易因流动性差，不能有效填补碎石产生的空隙而形成气泡。二是我处预制梁混凝土采用的聚羧酸减水剂，该减水剂带有引气成分，会产生气泡。
改善机制砂混凝土的流动性，需调整机制砂级配，具体做法为：
（一）改善除尘砂质量：除尘砂的质量对混凝土的外观影响较大，我们通过改善机制砂级配，增加0.15—0.6mm颗粒所占比例，改善了混凝土的流动性，从而达到减少混凝土气泡的目的。
（二）混凝土施工中严格执行配合比，控制减水剂掺量。由于减水剂中自带引气成分，减水剂的掺量控制不准确，会造成混凝土的气泡较多，且增加了混凝土的成本，因此应对其掺量严加控制。
四、机制砂混凝土的耐久性分析
影响混凝土耐久性的各种作用、各种作用造成破坏的机理、影响因素和预防措施等，都与混凝土本身的渗透性有关，抗渗能力对混凝土的耐久性有较大影响，拥有良妤抗渗性的混凝土内部结构致密，使混凝土有较强的抵抗侵蚀能力，并能保证混凝土外观质量。
混凝土的抗渗性主要与混凝土的密实度（孔隙率）及孔隙结构特征有关。混凝土中相互连通的孔隙越多、孔径越大，则混凝土的抗渗性越差，反之则抗渗性能越好。而机制砂混凝土在此方面有比较强的优越性，因为机制砂中含有石粉，随着机制砂含粉量的增加，混凝土渗水高度逐渐较小，混凝土抗渗能力逐渐增强，相同含粉量条件下，不同颗粒级配与不同岩性的机制砂配制的混凝土抗渗能力相差较小，而机制砂混凝土抗渗能力均比与天然砂混凝土高。原因在于机制砂中有一定量的石粉，石粉具有填充作用，可以进一步提高混凝土的密实性，从而增强了混凝土的抗渗能力，改善混凝土的耐久性。
五、机制砂混凝土常见问题的分析及处理
（一）混凝土干缩裂纹
我项目C50混凝土采用原为华新P.O42.5普通硅酸盐水泥，该水泥需水量较大，标准稠度用水量比一般普通硅酸盐水泥要大5-7毫升。一般认为，水泥需水量大，可以反映出水泥细度较大，厂家设备先进，但是由于预制梁混凝土拌合用水量很低，在水分不能得到有效补充的情况下，极易形成裂纹。后我项目选用“海螺”P.O425水泥，并将机制砂石粉含量控制在百分之七以内，该问题得到解决。
（二）混凝土气泡
我项目預制梁为T形梁，由于其断面尺寸较小，但梁体高度相对较大，混凝土在施工过程中，会产生气泡，严重影响预制梁外观。形成原因主要有：机制砂混凝土流动性差，如果振捣不良，不易填充碎石产生的空隙，形成气泡，且气泡不易排除；外加剂在调整时需要保证混凝土的流动性，会添加引气成分，从而在混凝土中产生气泡，如果不有效排除，会汇聚成较大气泡，影响外观质量。为此采取以下措施：严格控制机制砂质量，调整机制砂级配，控制石粉含量；采用高振频、低振幅的附着式振捣器，配合插入式振捣棒；混凝土分层浇筑，最大层厚不超过40cm，效果较好。
（三）混凝土水纹
由于机制砂混凝土保水性差，为了保证振捣效果，往往延长振捣时间，很容易由于过振形成水纹。机制砂中的石粉含量，对于解决混凝土的保水性能起到关键作用，经试验，石粉含量不宜小于5%，否则混凝土会因为石粉含量低而出现和易性差的现象，同时保水性急剧降低。为解决混凝土出现水纹的问题，采取的主要措施为：机制砂中的石粉含量控制在5%--7%之间；严格执行混凝土配合比，在保证混凝土施工正常的前提下，降低坍落度。
总结
天然砂混凝土受天然砂的地域性限制，而机制砂混凝土在我国的建筑行业有较为广泛的应用前景，且施工工艺有较大改进空间，我们应推广应用机制砂混凝土，使技术不断更新，工艺日臻成熟，充分发挥其优越性能，更好的应用于我国的建筑施工行业中。
参考文献
[1] 《公路工程人工砂混凝土应用技术规程》CQJTG/TF90-2013.
[2] 《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011.
[关键词]机制砂混凝土 石粉含量 配合比 耐久性
中图分类号：TH233 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01
引言
重庆市丰都-石柱高速公路B2标段混凝土设计方量60万方，且多采用机制砂拌合混凝土，机制砂混凝土与天然砂混凝土比较有一定的特殊性，现就机制砂混凝土特性及施工工艺等做一简单论述。
一、影响机制砂混凝土性能的主要因素
（一）在以水灰比保证强度的前提下，从工作性角度来看，应以最佳振实密度和水粉比确定最佳石粉含量。比如有些资料认为对于中低强度泵送混凝土，水粉比介于0.37-0.4时，混凝土工作性最佳；对于大流动性高强混凝土，水粉比为0.28-0.29时，混凝土工作性最佳。
（二）以抗压强度决定石粉含量限值时，对于中低强度混凝土，最优石粉含量10%-15%，最高限值20%；对于高强度混凝土，最优石粉含量10%，最高限值14%。
（三）以抗折强度决定石粉含量的限值时，对于中低强度混凝土，最优石粉含量10%，最高限值20%；对于高强度混凝土，最高限值14%。
（四）中低强度机制砂混凝土石粉能够增强混凝土的抗渗性能，不需限制石粉含量。石粉含量对高强度混凝土的抗渗性能有些許负面影响，但是微乎其微，不足以为限值提供依据。
（五）以控制含泥量为目的控制石粉含量的情形，对于固定来源的机制砂，可通过从MB值与含泥量的对应关系，以具体的MB值来确定石粉含量的限值，MB值较小者，可放宽石粉含量。
（六）对于不同其他材料环境、不同岩石质地的混凝土体系，均可通过系统试验求取最佳水粉比和石粉含量控制。
（七）对水灰比的选择仍基于天然砂确定水灰比的公式，但是在选取“最大水灰比”和“最小水泥用量”时，出于工作性的考虑，应代之以“最大水粉比”和“最小粉料用量”的概念，可以在满足强度、工作性的前提下节约部分水泥，降低混凝土成本。具体替换量应根据试验确定。
（八）对单位用水量的选择，仍基于天然砂混凝土的用水量。在不掺减水剂的情况下，机制砂中的石粉含量增加将使混凝土的流动性降低，要保证坍落度，必须增加用水量。若掺加减水剂，则机制砂中的石粉便可发挥积极作用，但是石粉含量需严格控制。另外，由于石粉对减水剂有较强的吸附作用，在拌合过程中，需注意不能让减水剂与集料直接接触，应采用二次投料。
（九）对砂率的选择，机制砂混凝土不仅要考虑机制砂的细度模数，还要考虑石粉含量的影响，可以在细度模数的基础上选择砂率，再根据石粉含量的多少具体调整，适当降低砂率。高石粉机制砂的砂率确定应参考最佳水粉比。
二、不同石粉含量的机制砂混凝土性能比较
基于以上配制机制砂混凝土的要点，我们针对当地原材情况，采用三种不同机制砂进行混凝土试配：
毛砂，石粉含量大，达12%---18%；
除尘砂，石粉含量3%---7%；
掺配砂，在除尘砂中掺入20%的特细砂。
经试验得出，用三种不同的细集料进行混凝土配合比试验，混凝土的工作性、强度也存在一定程度的差异。综合比较，毛砂宜用于强度等级不大于C30混凝土施工，其单价相对低于其他砂，经济实惠；除尘砂和掺配砂宜配置高标号混凝土，混凝土强度指标有保障。
三、高标号机制砂混凝土配合比的调整
我处C50混凝土采用机制砂（除尘砂）施工，在施工中预制梁外观质量较差，气泡较多，经分析造成这种问题的主要原因有两个：一是我处混凝土施工所采用的细集料为机制砂，机制砂混凝土保水性差，混凝土流动性较天然砂要差，也容易因流动性差，不能有效填补碎石产生的空隙而形成气泡。二是我处预制梁混凝土采用的聚羧酸减水剂，该减水剂带有引气成分，会产生气泡。
改善机制砂混凝土的流动性，需调整机制砂级配，具体做法为：
（一）改善除尘砂质量：除尘砂的质量对混凝土的外观影响较大，我们通过改善机制砂级配，增加0.15—0.6mm颗粒所占比例，改善了混凝土的流动性，从而达到减少混凝土气泡的目的。
（二）混凝土施工中严格执行配合比，控制减水剂掺量。由于减水剂中自带引气成分，减水剂的掺量控制不准确，会造成混凝土的气泡较多，且增加了混凝土的成本，因此应对其掺量严加控制。
四、机制砂混凝土的耐久性分析
影响混凝土耐久性的各种作用、各种作用造成破坏的机理、影响因素和预防措施等，都与混凝土本身的渗透性有关，抗渗能力对混凝土的耐久性有较大影响，拥有良妤抗渗性的混凝土内部结构致密，使混凝土有较强的抵抗侵蚀能力，并能保证混凝土外观质量。
混凝土的抗渗性主要与混凝土的密实度（孔隙率）及孔隙结构特征有关。混凝土中相互连通的孔隙越多、孔径越大，则混凝土的抗渗性越差，反之则抗渗性能越好。而机制砂混凝土在此方面有比较强的优越性，因为机制砂中含有石粉，随着机制砂含粉量的增加，混凝土渗水高度逐渐较小，混凝土抗渗能力逐渐增强，相同含粉量条件下，不同颗粒级配与不同岩性的机制砂配制的混凝土抗渗能力相差较小，而机制砂混凝土抗渗能力均比与天然砂混凝土高。原因在于机制砂中有一定量的石粉，石粉具有填充作用，可以进一步提高混凝土的密实性，从而增强了混凝土的抗渗能力，改善混凝土的耐久性。
五、机制砂混凝土常见问题的分析及处理
（一）混凝土干缩裂纹
我项目C50混凝土采用原为华新P.O42.5普通硅酸盐水泥，该水泥需水量较大，标准稠度用水量比一般普通硅酸盐水泥要大5-7毫升。一般认为，水泥需水量大，可以反映出水泥细度较大，厂家设备先进，但是由于预制梁混凝土拌合用水量很低，在水分不能得到有效补充的情况下，极易形成裂纹。后我项目选用“海螺”P.O425水泥，并将机制砂石粉含量控制在百分之七以内，该问题得到解决。
（二）混凝土气泡
我项目預制梁为T形梁，由于其断面尺寸较小，但梁体高度相对较大，混凝土在施工过程中，会产生气泡，严重影响预制梁外观。形成原因主要有：机制砂混凝土流动性差，如果振捣不良，不易填充碎石产生的空隙，形成气泡，且气泡不易排除；外加剂在调整时需要保证混凝土的流动性，会添加引气成分，从而在混凝土中产生气泡，如果不有效排除，会汇聚成较大气泡，影响外观质量。为此采取以下措施：严格控制机制砂质量，调整机制砂级配，控制石粉含量；采用高振频、低振幅的附着式振捣器，配合插入式振捣棒；混凝土分层浇筑，最大层厚不超过40cm，效果较好。
（三）混凝土水纹
由于机制砂混凝土保水性差，为了保证振捣效果，往往延长振捣时间，很容易由于过振形成水纹。机制砂中的石粉含量，对于解决混凝土的保水性能起到关键作用，经试验，石粉含量不宜小于5%，否则混凝土会因为石粉含量低而出现和易性差的现象，同时保水性急剧降低。为解决混凝土出现水纹的问题，采取的主要措施为：机制砂中的石粉含量控制在5%--7%之间；严格执行混凝土配合比，在保证混凝土施工正常的前提下，降低坍落度。
总结
天然砂混凝土受天然砂的地域性限制，而机制砂混凝土在我国的建筑行业有较为广泛的应用前景，且施工工艺有较大改进空间，我们应推广应用机制砂混凝土，使技术不断更新，工艺日臻成熟，充分发挥其优越性能，更好的应用于我国的建筑施工行业中。
参考文献
[1] 《公路工程人工砂混凝土应用技术规程》CQJTG/TF90-2013.
[2] 《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011.