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摘要：在混凝土中加入机制砂能够有效的提高混凝土的稳定性、耐久性、柔韧度与抗压能力。但是，在混凝土工程的应用中，我国的机制砂还存在一些必须解决的问题。因此，在进行机制砂的配制与施工中必须控制好机制砂中的石粉含量，提高加工技术，确保机制砂的生产质量，做好混凝土的质检工作，以维护混凝土的结构稳定性。本文从机制砂的特点入手，对机制砂在混凝土配制和施工中的注意要点进行了分析，希望能为相关的工作人员提供一定的参考。
关键词：机制砂；混凝土；配制；施工
1、引言
机制砂的品质对混凝土拌合物的性能及硬化后混凝土的力学性能有很大影响，但不同品质的机制砂对不同强度等级的混凝土影响不同。细度模数小、含粉量高、亚甲蓝值高的机制砂适宜配制中低强度的混凝土，而细度模数大、含粉量低、亚甲蓝值低的机制砂适宜配制中高强度的混凝土。使用优质的机制砂配制混凝土不仅能减少外加剂的使用量，同时能降低坍落度的损失。
2、机制砂的特点
机制砂俗称人工砂，是指:清土处理后，由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒(不包括软质、风化的颗粒)。与天然砂相比具有以下特点：(1)机制砂的生产具有固定的生产工艺，质量有保障，岩性统一；天然砂则是不同岩性的砾粒混杂在一起，其岩性较为复杂。(2)就外观特性而言，机制砂表面较为粗糙，且颗粒尖锐有棱角;天然砂受长期冲刷或风化作用使得其颗粒粒形单一圆润。这使得机制砂混凝土具有良好的耐久性和力学性能。(3)与日益稀缺的天然砂相比，机制砂的取材较为广泛，矿山尾矿、工业废渣、废弃混凝土等都是加工原材料。合理的使用机制砂不仅可以解决天然砂石的供应不足问题，而且提高了对固体废弃资源的利用，环保节源。(4)机制砂的颗粒表面会覆盖大量的石粉，这是机制砂较天然砂最为明显的区别。(5)由于生产制作工艺和设备的约束，机制砂一般为中粗砂；天然砂不同粒径颗粒的分布则较为均匀，一般都是连续级配。但机制砂的级配是可以调整的，这与天然砂有着本质的区别。(6)天然砂的含水量与采集和留滞时间有关，而对于机制砂，采用干法生产时含水量基本为零，采用湿法生产时含水量则较大。
3、配合比设计原则和特点
机制砂混凝土配合比设计必须符合以下四项基本原则：⑴满足结构设计的强度等级要求；⑵满足混凝土施工所要求的和易性；⑶满足工程所处环境对混凝土耐久性的要求；⑷符合经济原则，在满足混凝土质量要求的基础上，尽可能的降低成本。
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配合比设计的特点如下：⑴混凝土配合比是生产、施工的关键环节之一，应满足施工要求，保证混凝土工程质量，并节约资源且达到经济合理，还要考虑混凝土的耐久性；⑵普通混凝土配合比的适用范围非常广泛，除一些专业工程及特殊构筑物的混凝土外，一般建筑混凝土工程都可以采用；⑶普通混凝土配合比应符合国家现行有关标准的规定即《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）；⑷在设计混凝土时，由于深圳市沿海地区，还应考虑混凝土中的氯离子成分，氯离子超标将会使钢筋锈蚀，氯离子一般表现在混凝土用砂及奈系外加剂；⑸碎石的碱活性对混凝土的破坏也不可低估，混凝土混入的碱活性骨料，会引起碱 - 骨料反应，使混凝土膨胀破坏，由于我们搅拌站试验室对碎石的碱活性的检测不够，一般是送到有资质的检测机构检测，这种检测混凝土公司应每年检测一次，主要看碎石有没有碱活性，当使用非碱活性骨料时，对混凝土中的碱含量不作限制，所以混凝土公司很有必要每年对所用的碎石进行碱含量的检测；⑹设计时用过高的水胶比，过大的用水量，混凝土的保护层厚度不够，以及混凝土浇注的缺陷等，均会构成混凝土的质量事故。
4、机制砂在混凝土配制和施工中的注意要点
4.1控制好机制砂中的石粉含量
在高性能混凝土中加入机制砂之前要控制好机制砂中的石粉含量，需要注意的是，机制砂中的石粉主要是指粒径小于76um而大于16um的小颗粒，而且，石粉的平均力度应该是天然泥沙的4倍。天然泥沙对高性能混凝土的稳定结构有害，给机制砂加入适量的石粉可以弥补机制砂的缺陷，提高混凝土的细骨料质量。因此，要尽量降低机制砂中的天然泥沙含量，将机制砂的石粉含量比控制在3%、5%和7%之间，这样可以有效改善机制砂和混凝土的性能，维护混凝土的结构稳定性。另一方面，为了防止机制砂在开采与加工过程中被掺入天然泥土，需要借助快速检验和亚甲蓝MB值实验对机制砂及其所含的石粉量和其他参数比进行严密的检测。而且，不能使用水洗法来控制机制砂中的石粉含量，这样不仅会造成水资源浪费，而且严重影响机制砂的质量。可以依据国际标准，在配置强度大于C30的机制砂高性能混凝土时将石粉含量控制在10%以内，强度在C20到C30之间机制砂高性能混凝土的石粉含量不能高于15%，强度小于C20的机制砂高性能混凝土的石粉含量应小于20%，这样可以有效维护机制砂混凝土的稳定结构。
4.2提高加工技术
要运用机制砂来维护高性能混凝土的结构稳定性，必须为混凝土提供大量的优质机制砂，不能用劣质材料来代替机制砂，因此，要提高机制砂的加工技术和机械设备的自动化含量，充分汲取矿石、鹅卵石、尾矿中的优等原料，避免资源浪费，而且要及时过滤鹅卵石的天然泥沙，维护混凝土的稳定性和柔韧性。
4.3确保机制砂的生产质量，做好混凝土的质检工作
企业在加工好机制砂之后应立即检验机制砂的质量，对机制砂的稳定性、粘结力和石粉参数比进行严格的监测与实验，要给机制砂添加适量的粉煤灰以确保机制砂符合国际标准的要求。其次，要做好掺入机制砂的混凝土质检工作，对混凝土进行热处理、酸处理、碱处理和盐处理实验，并注意观察混凝土在这四种处理工作中的测试结果，热处理的拉伸程度应保持在96%，酸处理不能低于91%，碱处理的拉伸程度应保持在93%，盐处理需控制在95%以上，这样方能保持混凝土的结构密度与不透水性，然后通过预算砂浆与混凝土的粘结强度来检混凝土的防水效果，其粘结强度不能低于98%，这样方能全面确保混凝土的耐久性、稳定性、柔韧度、防水性能与抗压能力符合高性能混凝土的标准。
5、结语
总的来说，天然砂资源日益短缺，过度的开采甚至严重地破坏了当地的生态环境。机制砂混凝土的出现有效地解决了这一难题，它利用由机械破碎、筛分制成的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒代替天然砂作为细骨料，成为一种新型“绿色”建材，因其具有明显的环保及社会经济综合效益而被广泛应用。我国对机制砂混凝土的研究起步较晚，主要集中在机制砂特性和石粉对混凝土性能影响的研究上，取得了一系列研究成果，并有效地应用于高速公路、桥梁的建设当中。
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作者简介
陈联钤，工程师（建筑工程施工），就职于福建省永安市友力混凝土有限公司，邮编366000。
论文作者:陈联钤
论文发表刊物:《防护工程》2017年第12期
论文发表时间:2017/9/18
标签：混凝土论文; 机制论文; 含量论文; 强度论文; 骨料论文; 颗粒论文; 耐久性论文; 《防护工程》2017年第12期论文;