傅家福

（泉州市交通建設(shè)工程試驗(yàn)檢測有限公司，福建 泉州 362000）

0 前言

2020 年，福建省出臺(tái)《關(guān)于加快推進(jìn)重大項(xiàng)目建設(shè)促進(jìn)穩(wěn)投資的若干措施》一文中就提到，各地要加快機(jī)制砂項(xiàng)目的審批、出讓、建設(shè)。在此背景下，項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)商議，將機(jī)制砂與河沙試配對比，最終決定在C50 預(yù)制箱梁生產(chǎn)中采用機(jī)制砂[1]。

1 機(jī)制砂與河砂的定義

長期受河水沖刷自然生成的，粒徑在4.75mm 以下的巖石顆粒，稱為河砂，砂粒表面大多光滑圓潤。機(jī)制砂，利用機(jī)械設(shè)備人工制砂，通過制砂機(jī)使石料變成砂子，故表面粗糙，欠缺圓滑。

2 河砂混凝土與機(jī)制砂混凝土

2.1 原材

2.1.1 水泥：福建省泉州美嶺水泥有限公司生產(chǎn)的P·O52.5 水泥

2.1.2 外加劑：廈門宏發(fā)有限公司生產(chǎn)的聚羧酸減水劑

2.1.3 碎石：5-20mm

2.1.4 天然砂

2.1.5 機(jī)制砂

2.1.6 水

2.2 混凝土配合比設(shè)計(jì)

通過計(jì)算選定初步基準(zhǔn)配合比為（kg/m3）：

水泥：砂：碎石：水：減水劑=479:699:1094:158:6.23；

由于實(shí)測的表觀密度2450kg/m3和計(jì)算表觀密度2430kg/m3差值的絕對值不超過計(jì)算值的2%，故不需對其進(jìn)行材料調(diào)整。按計(jì)算結(jié)果進(jìn)行試驗(yàn)。

2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比

由以上數(shù)據(jù)，可知：

⑴機(jī)制砂砼早期強(qiáng)度高于河砂砼，機(jī)制砂顆粒表面粗糙，與混凝土中其他成分更易發(fā)生嵌集料反應(yīng)，故早期強(qiáng)度相較于顆粒表面光滑的和河砂高[2]。

⑵機(jī)制砂砼與河砂相同砂率時(shí)，機(jī)制砂砼工作性能不理想，需提高砂率和外加劑慘量才可以達(dá)到和河砂混凝土相同的工作性能[3]。

⑶機(jī)制砂（砂率39%）試驗(yàn)結(jié)果較為理想，在C50 箱梁選用機(jī)制砂為原材。

2.4 基準(zhǔn)配合比比較

在基準(zhǔn)配合比的基礎(chǔ)上，另選兩個(gè)配合比進(jìn)行對比試配試驗(yàn)，此兩配合比的水膠比較基準(zhǔn)配合比水膠比分別增加和減少0.03，用水量與基準(zhǔn)配合比相同，經(jīng)檢測各項(xiàng)指標(biāo)，均滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d 后，測試力學(xué)性能，測試結(jié)果見表1 所示。

表1 不同水膠比配合比7d 及28d 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，按照工作性能優(yōu)良、強(qiáng)度及耐久性滿足要求、經(jīng)濟(jì)合理的原則，確定配合比為水泥：砂：碎石：水：減水劑=479:699:1094:158:6.23。

2.5 實(shí)踐結(jié)果

2.5.1 外觀質(zhì)量

外觀質(zhì)量，如下圖所示：

2.5.2 回彈結(jié)果

依托二重環(huán)灣快速路（晉江段）新建工程一期工程A1 合同段生產(chǎn)的預(yù)制梁28d 回彈結(jié)果均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3 項(xiàng)目對于機(jī)制砂在C50 箱梁應(yīng)用的具體做法

⑴嚴(yán)格控制機(jī)制砂的壓碎值指標(biāo)，機(jī)制砂是混凝土中重要的骨料，機(jī)制砂的品質(zhì)將直接影響混凝土的品質(zhì)。

⑵把控機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)在2.5-3.0 之間，機(jī)制砂是這兩年新起的工藝，由于生產(chǎn)工藝的不完善、設(shè)備選型的不合理，易出現(xiàn)“兩頭多、中間少”的狀況。斷檔型砂混凝土和易性差，容易離析。

⑶加強(qiáng)對石粉含量的控制，石粉含量不多時(shí)，石粉中的碳酸鹽在水泥水化過程中可以與水泥的鋁硅酸鹽形成碳鋁酸鹽,使水泥強(qiáng)度提高。但石粉含量大于10%時(shí),水泥的鋁硅酸鹽成分有限,過多的石粉只能起到填充作用,反而降低混凝土的強(qiáng)度。趙順波等研究人員發(fā)現(xiàn)人工石粉含量過多，將會(huì)降低鋼筋和混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度。

⑷對機(jī)制砂的MB 值控制。MB 值是確定細(xì)集料中是否存在膨脹性粘土礦物(泥粉)的重要指標(biāo)，以評(píng)定集料的潔凈程度。夏晉等研究人員通過對機(jī)制砂梁和河砂梁長期加載試驗(yàn)，得出梁的擾度隨著MB 值的增大而增大。

⑸機(jī)制砂含水率的控制，由于項(xiàng)目采用環(huán)保型料倉，福建夏天溫度極高，水分揮發(fā)快，砂含水率變化大，加強(qiáng)試驗(yàn)檢測人員對料倉砂含水率的檢測，做到及時(shí)向拌合站反應(yīng)砂含水率變化，做到及時(shí)調(diào)整。

⑹在施工上，機(jī)制砂棱角多、顆粒粗糙，與水泥顆粒的吸附性較弱，調(diào)配成的混凝土比河砂更易液化離析，故施工中按規(guī)范嚴(yán)格控制振搗時(shí)間為20-30s，避免出現(xiàn)過振現(xiàn)象。

⑺福建地區(qū)整體氣溫較高，水分蒸發(fā)快，對此混凝土的養(yǎng)護(hù)就顯得尤為關(guān)鍵，梁場設(shè)置了自動(dòng)噴淋系統(tǒng)，加之土工布，可以保證對梁片的養(yǎng)護(hù)，避免因養(yǎng)護(hù)不到位產(chǎn)生的微型裂紋。

4 結(jié)論

通過 C50 機(jī)制砂與河砂混凝土試配，對機(jī)制砂與河砂混凝土的工作性能和力學(xué)性能進(jìn)行研究，結(jié)論如下:

1) 機(jī)制砂混凝土增大外加劑摻量和砂率后，也具有良好的施工性能。

2)在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，C50 機(jī)制砂混凝與河砂混凝土相比具有更高的早期力學(xué)性能，力學(xué)性能優(yōu)勢明顯[4]。

3)依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果在二重環(huán)灣快速路（晉江段）新建工程A1 合同段進(jìn)行的預(yù)制梁生產(chǎn)，具有良好的表觀質(zhì)量和回彈強(qiáng)度[5]。