机制砂特性及其在高性能混凝土中应用研究

机制砂特性及其在高性能混凝土中应用研究

黄永艺

河源市恒鑫基建材有限公司

摘要:建筑工程需要大量的混凝土材料，而砂是混凝土的主要原料之一，天然砂产量有限，满足不了施工需求，在这种背景下，人工砂也叫机制砂取代了天然砂，在建筑领域中得到应用和推广。本文详细分析了机制砂的特性，以及在高强混凝土应用存在的问题，并提出了相关建议，供广大同行参考。

关键词：机制砂；特性；高强混凝土；应用

前言

我国每年都需要进行大量工程项目建设，混凝土是项目建设所需要用到的材料之一，砂是混凝土原材料中的主要组成部分，用量巨大，自然界中天然砂的存量有限，无法满足工程建设需要。因此，通过采用机制砂，可以有效解决天然砂不足的问题。

目前，机制砂已在建设领域发挥着最大作用，尤其是一些建设项目，处在河砂资源奇缺的地方，更离不开机制砂。深入分析机制砂的性能以及在混凝土的应用，对提升机制砂混凝土质量有着非常重要的意义。

一、机制砂的特性分析

根据有关规定，建筑领域所用到的机制砂，必须是经过处理，并且采用机械设备进行破碎、筛分制砂、粒径小于4.75mm的岩石颗粒，

这些岩石颗粒中，还应把含有软质岩和风化岩石成分的颗粒去除，确保建筑物的安全性和稳定性。

目前建筑领域普遍所用的机制砂中，主要是采用中粗砂为主，其细度模数主要是在2.6~3.6之间，颗粒级配稳定的，且可调制，由于机制砂含有石粉，除150m的筛余是有增加的部分之外，其他筛余多数呈现三角体或者是方矩体。机制砂表面较粗糙，棱角也尖锐，这是由于各地的原材料以及所使用的设备不同所导致，因而机制砂的粒型和级配间也存有不同，但是只要符合规定要求范围内都可以用于工程建设领域。

实践表明，和天然砂相比，机制砂应用到混凝土施工当中具有不少优势，如可减少混凝土的坍落度，增加混凝土28d、56d标准强度、稳定性更好等;但其也存在相应不足，如圆光滑度不够等，因此，在进行混凝土材料配制时，应当根据机制砂的特性，进行合理调整，确保其性能发挥，使配制出来的混凝土和易性更好。

目前机制砂已广泛应用于普通混凝土和高强混凝土配置当中，尤其是在高性能混凝土当中，应用机制砂，能够有效提高混凝土的稳定性和耐久性，柔韧度与强度，对提升整体工程施工质量有更大作用。

混凝土当中应用机制砂通常都是配置成为砂浆，以增加混凝土的结构稳定性，但是，在应用过程当中应当针对机制砂存在的一些特性和问题进行有效控制，如控制机制砂中的MB值、优化加工工艺及对质量进行控制等。（见表1）

表1为某机制砂产品质量检验内容

二、机制砂在高性能混凝土中的应用问题

1、机制砂中MB值含量控制存在问题

机制砂在高性能混凝土中，通常都是配制成砂浆的形式进行应用，

机制砂中所含的MB值适度，可以有效增加混凝土的柔韧性和稳定性，但是，要合理把握MB值是件非常困难，如果MB值控制不当，就会影响机制砂的质量，对混凝土的稳定性和柔韧性构成影响。

2、加工工艺存在不足

目前，随着经验的积累，对机制砂的加工工艺也不断改进和优化当中，但是仍有部分加工企业，所用的机械设备和技术力量等，都存在着不足，加工工艺有待提升，由于设备和技术力量的原因，导致在加工机制砂过程当中，不能准确把握制作质量，造成资源浪费，合格产品量降低，不能满足市场需求。

3、质量不达标

由于机制砂市场需求甚大，部分加工企业，在生产完成机制砂以后，没有及时对机制砂质量进行检测，或者检测技术力量不够，导致

机制砂的稳定性、粘结力和石粉参数比不达标，也没有对机制砂适度添加粉煤灰，无法保证机制砂的质量。

此外，个别单位为了赶进度，在使用机制砂时，没有严格按照有关规定进行检测，就马上掺入混凝土中，这样都会对混凝土的结构密度、粘结力和防水性能以及抗压强度等构成影响。

三、确保机制砂的生产质量，做好混凝土的质检工作

1、控制好机制砂中的泥粉含量（MB值）

配置高性能混凝土前，先要做好对机制砂石粉含量的检测，确保

MB值应控制在可控性范围内。国内很多机制砂生产厂家为了单纯的解决机制砂的细粉含量不足而忽略了机制砂中MB值对聚羧酸减水剂中的减水影响因素，因此在生产机制砂过程中不仅要考虑机制砂中0.315通过率的适应范围在23%∽30%之间，而且更要严格控制MB值在可控范围<3.5之内。因此，应当强化检测手段，在机制砂进厂验收中应强制性以检测MB值为必须性的检测项目；此外在机制砂物理性能原始记录中对细度模数中的0.315通过率、空隙率、石粉含量、压碎指标等项目的数据必须重复性试验，保证数据的准确性。

2、根据有关规定和标准，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。

3、提高加工技术的水平和加工设备的技术含量

机制砂应用到高性能混凝土当中必须要保证混凝土结构的稳定性，要严格控制机制砂的质量，加工企业应当采用技术先进的加工设备，提升加工技术，寻找优质的机制砂的原料，如从矿石、鹅卵石、尾矿中寻找优质资源，并对当中的天然泥沙成分进行控制，提升机制砂质量，确保混凝土配置机制砂后，能增强其稳定性和柔韧性。

4、保持机制砂饱和面干的状态，选用高性能聚羧减水剂

机制砂在生产水洗过程中已处于潮湿状态。大部分试配人员在配制机制砂高性能混凝土时会误解性以干燥或气干状态下进行试配，这样无形中抽离了砂中内部的水分，导致试配过程用水量过高、外加剂掺量过高、坍落度损失大、气泡过多、中堆现象、凝结时间偏长、早期强度严重偏低等现象。机制砂正确的试配方法是让机制砂处于饱和面干状态下，使用高性能减水剂合理性减小单方用水量。（见图1）

（图1机制砂高性能混凝土状态）

表2普通砼生产配合比参考表

由于机制砂是由岩石经过一定的破碎工艺加工而成的，所以在生产过程中很容易发生质量一定程度的波动，想要不断提升混凝土的使用性能就一定要确保混凝土的配制质量，做好对石粉含量和细度模数的控制，最好将其变化范围控制在+/-0.2之内。

4、延长混凝土拌合时间

机制砂光滑圆润度不足，需要把搅拌混凝土的时间适度延长，通常需要延长2~3分钟，以提升其搅拌均匀性，增加混凝土和易性。

5、控制运输时间

需要根据工程施工现场和混凝土配制地点的距离进行合理控制，一般控制在运输时间半小时以内为宜。

对运输线路进行合理安排，运送过程当中要防止混凝土出现离析、

泌水、漏浆、塌落度损失等问题，到达施工现场后应当确保塌落度符合规定要求。在实际施工过程当中，应当按照快速装，应减少停留和倒运等作业方式，以减少混凝土塌落度的损失，同时还要及时浇筑混凝土，以确保工程外观质量和永久性。

6、加强机制砂混凝土的振捣和养护。

机制砂混凝土粘聚性较大，流动性较差，施工过程要加强对其的振捣作业，保证混凝土能够密实和均匀。在具体振捣过程中，应该充分结合混凝土的断面尺寸、结构形式以及深度等多方面需求对振捣器进行合理的选择，保证混凝土的振实程度，而且不能出现欠振、漏振和过振现象。如果遇到钢筋非常密集的区域或者是存在预埋件不好实施浇筑则应该提前预先定制特殊的施工技术以更好地保证振捣作业的顺利完成。机制砂当中的水分含量比较大，散失地也非常快，所以在浇筑完成12小时内就应该及时洒水和覆盖养护，最少要坚持14天左右，只有这样才能保证混凝土的强度和质量。

四、结束语

本文主要是对机制砂的特性以及机制砂在高性能混凝土中的应用进行了分析研究，希望通过本文的阐述可以为机制砂的使用提供工建议和借鉴。

参考文献：

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[2]高博，机制砂在高性能混凝土中的应用，建筑与装饰，2015，11

[3]李杰，谭国金，时成林，丛晓辉,机制砂混凝土的研究现状与展望,科技展望，2016,26