机制砂在商品混凝土应用

李洪伟 李包公 余 青

（1.江西省建筑材料工业科学研究设计院，江西 南昌 330000；2.乐平锦溪商品混凝土有限公司，江西 乐平 333300）

前言

机制砂是岩石经除土开采、机械破碎、筛分制成的，粒径在4.75mm以下的岩石颗粒。与天然砂相比，机制砂的颗粒表面粗糙、多棱角，细度模数大，级配不良，最明显是机制砂小于0.075mm的石粉含量高（这种石粉与天然砂中的泥粉有本质区别）。机制砂的上述特性对混凝土拌和物的工作性、装饰性能以及硬化混凝土的强度、体积稳定性和耐久性均会产生影响，因此对其配合比设计、施工和养护等提出了新的要求。

我国近年来基础设施建设日新月异，对建筑用砂的需求迅猛增长。作为短时间内不可再生的地材资源，天然砂分布很不均匀，长距离运输给工程建设带来沉重负担。目前，不少地区的优质的天然砂资源已近枯竭，由于各种禁采政策也使得建筑用砂供需矛盾日益突出。而现代混凝土对砂的技术要求越来越高，特别是高强度等级和高性能混凝土对骨料的要求很严，能满足其要求的天然砂数量越来越少，而社会对节约资源、可持续发展的要求越来越高。生产高质量的机制砂以及配制高质量的人工砂已经势在必行而且日渐紧迫。

1 本地区机制砂特点

本地区机制砂来源为高家采石场筛分后的石粉经筛分水洗后得来，成分与碎石完全相同。因进厂之前都经过水洗，这一道关严格控制了机制砂的0.075mm以下颗粒。采用JGJ52-2006水洗法检测石粉含量基本控制在4.0%左右，亚甲蓝检测数据基本为0.7，小于1.4，所以0.075mm以下粉颗粒以石粉为主，细度模数基本处于3.1~3.5，为Ⅰ区粗砂，颗粒主要集中于2.36mm筛，0.63mm以下颗粒难以达到30%。生产过程中未进行整形加工，所以机制砂棱角尖锐，表面粗糙（如图1所示）。

造成以上机制砂级配不合理性的原因是：一是乐平地区没有机制砂生产经验可借鉴、二是生产设备局限性、三是使用量小未形成市场化。

图1 砂

2 机制砂混凝土

2.1 机制砂完全取代天然砂

因机制砂细度模数大，所以采用机制砂完全取代天然砂拌制的混凝土必须采用大砂率，C30混凝土砂率达到51%，C30以下低标号砂率高高。因0.63mm以下颗粒较少，混凝土拌出来浆体较少，保水性差，易离析，粘聚性亦较差。并且机制砂颗粒表面粗糙，多棱角，混凝土流动性差。因此机制砂拌制的混凝土不仅泵送困难，而且容易出现蜂窝烂根等不良现象。

配制混凝土性能：坍落度：110mm，流动性，如图2所示。

2.2 机制砂与河砂混合使用

河砂质量波动较大，尤其是细度模数。针对河砂波动及时的调整机砂与河砂的比例可保证混凝土和易性。若河砂较细时，细度模数2.0左右时，细砂吸水性较大。这种情况下采用机制砂与河砂两种搭配方法，可以解决河砂细度模过细的问题，同时又解决机制砂细度模数过粗问题，并且调整两者的比例，可以解决砂质量波动的问题。

表1 机制砂完全取代天然砂配配合比

图2

第一种是保持砂率不变按比例掺加一定量的机砂即可解决问题。其配合比和性能见表2和图3。

第二种是以机砂为主，提高砂率，仅使用30%左右的细砂，细度模数2.0，也可以有很好的效果。其配合比和性能见表3和图4。

表2 配合比

图3

表3 配合比

图4

坍落度：175mm；扩展度：420mm×410mm

第三河砂较粗时则比较难办，因为机制砂原本细度模数就大，与粗砂搭配使用很难产生较好的效果，因此遇到粗砂时最好把机制砂掺量降低或不使用。

2.3 机制砂混凝土应用案例

机制砂用于商品混凝土具有良好的和易性，乐平地区大规模发展建筑行业，本站每月混凝土方量达到4万方左右，楼层基本在十层以上，其中有一个商品房小区楼层最高达到33层，而且房屋结构剪力墙比较多，钢筋扎的很密，对混凝土的流动性有很高的要求，为满足客户要求我方积极的调整机砂与河砂的比例，经过将近一年的时间工地顺利竣工。从基础到封顶基本使用地泵泵送，浇筑混凝土过程中我方基本都到现场查看混凝土的和易性，客户的反馈也比较好。

3 机制砂进厂控制项目

乐平地区机制砂使用量较少，而且生产随意性大，生产商有时将未洗干净的机制砂运来，石粉含量达到8%以上，混凝土基本表现为有坍落度没有流动性，坍损更快，将外加剂掺量提高也没有很好的效果，因此必须严格控制石粉含量为4.0%，亚甲蓝值控制在1.4以下，细度模数宜控制在2.3~3.0以下，含泥量控制在3.0以下.

结语

乐平经过一年多的使用机制砂证明机制砂应用于泵送混凝土是可行的。使用机制砂不仅可以改善混凝土和易性且强度高于河砂，在一定程度上可节约一定的生产成本，产生可观的经济效益。另外机制砂为采石场筛余物产生，不仅将资源充分利用，也为环境保护做出了贡献。

[1] 王保国; 机制砂高性能混凝土的试验研究与应用[J]; 工程与试验;2011年02期

[2] 人工砂在混凝土工程中的应用技术指南（初步） 武汉理工大学2011年3月