机制砂在泵送混凝土中的应用

机制砂在泵送混凝土中的应用

王立业

王立业

山东省路桥集团有限公司山东济南250021

摘要：目前，我国的综合国力在快速的发展，机制砂不同于天然砂，其颗粒级配相对较差，且带有一定量的石粉，这会在泵送混凝土中的应用产生一定影响。在混凝土施工作业中，要注意强化机制砂的拌制控制。笔者立足工作实践，先介绍了机制砂中的石粉含量对泵送混凝土性能的影响，然后重点论述了机制砂在泵送混凝土中的具体应用。

关键词：机制砂；泵送混凝土；施工配合比；应用

引言

天然砂是经过长期的自然作用形成的一种直径小于5mm的岩石颗粒，自然界中天然砂含量十分有限，并且价格较为昂贵，难以满足市场混凝土生产的需要，20世纪60年代，部分水电、土木建设企业开始研究能够取代天然砂的机制砂生产工艺，其中最早的机制砂生产线建于四川。现代机制砂生产工艺的成熟，使得机制砂在代替天然砂方面表现出更加卓越的性能。相关研究表明在机制砂中添加适量的石灰粉能够有效的改善混凝土的力学性能。

1对机制砂进行探讨的必要性

近些年，我国社会经济以及科技有了很大的进步，但因为过度开发，我国天然砂资源面临着严重短缺的问题，加之国家对环保及水土流失政策的日趋严格，西南云贵川等地由于地理因素、天然砂资源匮乏等原因，天然砂市场价格不断提升。在这样的大环境下，在满足工程建设的高速发展需要的同时，还要尽可能地避免消耗过多成本，机制砂资源被越来越多地运用在工程施工当中。把机制砂与天然砂进行对比，明显可以发现机制砂的粒形相对粗糙，级配不如天然砂好，这些都会导致其在泵送混凝土时流动性不强，再者机制砂当中还含有不少比例的石粉，这也会让泵送混凝土具有着更大的粘性，导致坍落度下降、坍损过大等问题发生。

2机制砂泵送混凝土施工工艺流程及操作要点

2.1合理确定砂率

结合混凝土施工配合比有关的要求，要想有效地保证泵送混凝土具有合格的和易性以及力学性能，就一定要对其坍落度展开严格的控制，通常来说，必须要＞60mm。但在实际的泵送混凝土施工配合比设计过程当中，必须要根据相应的水灰比以及优选砂率等因素对其改进。针对混凝土砂率以及用水量问题，必须要全面地思考到机制砂所具备的特点。因为机制砂的颗粒粒形不好、级配较差，和天然砂对比，机制砂的砂率要比天然砂超出2%～4%。同时由于机制砂中有一定比例的石粉，石粉有吸水作用，在达到同样坍落度时，机制砂相比天然砂需要更多的水。此外还必须注意的是，在实际生产中，机制砂细度模数往往比较大，且较小的级配档位颗粒含量较小，要想确保级配性合格，就必须在机制砂当中加入更多的石粉，但这样会导致混凝土在拌制的过程中砂率变得更小，针对这个问题，应根据实际需要，加入一定量的矿粉以及粉煤灰等来替代石粉，以保证混凝土和易性。

2.2科学确定机制砂泵送混凝土施工配合比

根据混凝土施工配合比的相关规定和要求，为了确保泵送混凝土具有良好的和易性等工作性能和力学性能，需要对其坍落度严格控制，一般不可少于160mm。在设计泵送混凝土施工配合比期间，需要按照确定水灰比、优选砂率以及粉煤灰最佳掺量等优化混凝土施工配合比。在选择混凝土砂率与用水量方面，充分考虑机制砂自身特性。鉴于机制砂的颗粒粒型比较差，级配相对较低，且含量一定石粉，相较于天然砂会需要更多的用水量来确保其坍落度和天然砂混凝土保持一致。考虑到混凝土工作性能以及机制砂砂率等与所拌制的泵送混凝土具有很强关联性，所以较于天然砂，机制砂的合理砂率适宜高出2～4%，且机制砂具备越小的细度模数，石灰含量越大以及级配性越好，那么混凝土拌制中的合理砂率也就越小。此外，为了更好改善机制砂泵送混凝土的性能，提高其耐久性，可以在混凝土拌合料中适当地添加一些矿粉、粉煤灰等矿物掺合料。

2.3机制砂泵送混凝土施工及养护

混凝土生产一定要严格按照配合比施工，做好砂石含水率及施工配合比换算等基础性工作，仪器设备要符合规范要求并定期检定校准。在实际施工中，由于机制砂当中存在着一定量的石粉，而石粉具有吸附作用，会吸附一部分外加剂，所以在拌和混凝土过程中，需要根据实际情况，延长一定的搅拌时间，以减少石粉吸附作用影响，通常机制砂混凝土较天然砂混凝土需多搅拌约30s，也可以采取预湿骨料法或改变投料顺序来消除这种影响。采用机制砂所制作而成的泵送混凝土，需要尽可能地使其具有相对较大的浆量，从而在可泵送管壁上生成一层润滑膜，让输送更加流畅，可以有效地防止混凝土出现堵管的情况。在混凝土生产时，机制砂当中的石粉成分会增加混凝土浆体量，如果石粉含量过高，就会造成浆体过多，如果养护不当，会在混凝土水化早期由于水分的缺失而使混凝土出现塑性收缩从而开裂。

2.4科学设计配合比

混凝土配合比必须依据设计所处环境等级、设计使用年限、原材料品质、设计强度等级、耐久性与施工工艺等条件，通过对混凝土计算、试配、调整等各种步骤来确定。在对混凝土配合比进行设计时，一般就严格遵循以下规定：①最小胶凝材料用量与最大水胶比，在高性能混凝土配合比设计对各强度等级的最小胶凝材料用量与最大水胶比都有严格规定，同时各种环境也对胶凝材料用量及水胶比有严格要求，所以在进行配合比设计时，一定要对设计环境等级、使用年限及设计强度等级等综合考虑；②有害离子含量，混凝土中有害离子超出一定范围后，会随着时间延长及环境改变从而使混凝土逐渐损坏，达不到设计要求的使用年限，所以在配合比设计中，对单位体积混凝土中的有害离子总含量（如总碱含量、氯离子含量、三氧化硫含量等）一定要严格控制；③适量加入优质的粉煤灰，磨细矿渣粉或其他矿物掺合料，用以提高混凝土和易性及提高混凝土后期强度，矿物掺合料的填充性能能有效改善混凝土密实性，进而增强混凝土耐久性；④适量引气，由于机制砂混凝土存在石粉，一般混凝土都比较粘，流动性较差，适当引气可以减小混凝土粘性，有利于现场施工。

3调整及注意事项

表1外加剂的每立方米用量为11.9Kg，在其他条件不变的情况下调整外加剂的用量为12.2Kg，再次对机制砂混凝土拌合物的性能进行检测，相关检测结果如下：混凝土拌合物的坍落度为240mm，扩展度为581mm，拌合物经历1h后其塌落度降低为220mm，扩展度降低为520mm，一周后强度为48.9Mpa，养护时间结束后强度为73.4Mpa。通过对采用机制砂和天然砂分别制备的泵送混凝土进行比较可知，采用机制砂制备的混凝土拌合物凝结时间比采用天然砂制备的混凝土凝结时间要长1～2h，塌落度低10～20mm左右，但是通过适当增加外加剂用量，机制砂制备的泵送混凝土工作性能优于天然砂制备的泵送混凝土工作性能。由机制砂制成的混凝土拌合物的性能受石料含量的影响，由于机制砂主要是由岩石颗粒经过机械破碎形成颗粒，其主要成分是石料，在增加机制砂的同时，混凝土的力学性能也受到一定的影响，当石料含量过高时，将会导致混凝土拌合物中的浆体增多，构件产生裂缝的概率增大。

表1混凝土配比设计各种原材料的使用标准

结语

综上所述，在机制砂混凝土拌制过程中，适当地提高石粉的掺入量，可以拌制出符合混凝土泵送要求的机制砂混凝土。同时需要严把机制砂泵送混凝土施工材料质量关，科学确定机制砂泵送混凝土施工配合比，强化机制砂泵送混凝土的拌制与养护施工，以全面确保机制砂在混凝土行业中的顺利应用。

参考文献：

[1]周兵.机制砂在泵送混凝土中的使用[J].商品混凝土，2009（12）：71+60.

[2]唐雪梅.浅析机制砂在混凝土中的应用[J].企业导报，2013（19）：191～192.