机制砂混凝土配合比设计需注意的事项

机制砂混凝土配合比设计需注意的事项机制砂为由机械破碎、筛分制成的，粒径＜4.75mm的岩石颗粒，但不包括软质岩、风化岩的颗粒”；混合砂定义为“由机制砂和天然砂混合制成的砂。

一、机制砂的基本特性机制砂是利用当地材料或生产粗骨料的剩余料，用制砂机生产制得。因此，可以通过人为地控制、调整机制砂的细度模数、粒形和级配。机制砂是由机械破碎制成，其粒形多呈三角体或方矩体（有些片状颗粒较多），表面粗糙，颗粒尖锐有棱角，这对骨料和水泥的粘结是有利的，但对混凝土的和易性不利，特别是对于强度等级较低的混凝土可引起严重泌水现象。机制砂目前基本为中粗砂，细度模数一般在2.8～3.5范围，机制砂中＞2.36mm和＜0.15mm的颗粒偏多，而中间颗粒偏少（尤其是0.3mm～1.18mm），＜300μm颗粒太少，级配不合理，有时某一粒级断档，混凝土和易性变差。机制砂石粉是石料在经除土处理后，加工机制砂过程中形成的粒径<75μm的粉体物质，其矿物组成和化学成分与被加工母岩完全相同，与泥粉的成分完全不同，适量的石粉可弥补机制砂配制混凝土和易性差的缺陷。但<75μm石粉太多，混凝土用水量可能增大，强度降低，收缩增大。对不同种类机制砂试验对比，可以有效区分不同种类、不同产地、不同质量的机制砂，为生产提供有效的数据支撑。（1）不同种类的机制砂压碎值差别很大，混凝土生产时要分别堆放，区别使用。（2）不同种类的机制砂吸水率随着砂的细度模数、石粉含量、含泥量的不同差异也较大，其石粉含量和含泥量越大吸水率也越大。（3）机制砂的细度模数大多在2.8以上，这一指标受到采石场、制砂厂加工工艺、筛网尺寸选择、磨细成本影响。（4）机制砂的级配较差、曲线明显偏离曲线Ⅱ区以外的，相同混凝土配合比相容性初始受粗颗粒影响流动性较好，经时损失后受细颗粒物质影响变化较大，不利于混凝土生产控制。

二、机制砂应用从机制砂的选择和使用来看，应多了解各砂厂的原材料来源及质量控制情况，通过试验对质量进行评估，确定量大且质量稳定的砂厂为主要供应商。供应紧张时，可采用其他砂厂砂与之复配使用，具体使用比例根据砂的质量（细度模数、含泥量、级配）以及砂的供应量来确定。改进人工采购模式，预防砂源质量不可控，一车一样，进场检测、混凝土生产难度大。加强砂试验、试配工作，多验证不同含泥量砂的配合比，确定不可控的砂进一步严格控制。根据砂的质量调整混凝土配合比，控制控制混凝土的工作性及强度。生产时，加强不同砂的检测，如含泥量、含水率控制，保持水胶比在可控范围内波动。开盘根据测定的含水率及确定的搭配比例进行生产，生产时可以变动外加剂掺量使混凝土拌合物工作性满足施工要求。（1）选用机制砂作为混凝土用砂，宜选用中砂，细度模数为2.6～3.0为宜；机制砂石粉中的亚甲蓝值控制在MB值＜1.4，强度等级C50以上，亚甲蓝值＜0.8；机制砂石粉含量控制在小于10%，低强度等级的混凝土，石粉含量可以控制在15%以内；砂的吸水率应控制在一定范围不宜超过2%。（2）采用同一配合比，同一批次的水泥、粉煤灰和机制砂，将不同批机制砂作为变量进行对比分析，可以为生产提供有效的数据支撑。（3）混凝土生产过程中确保不同种类、来源的机制砂应分开堆放，为方便生产控制，可采用两种砂按照比例复配模式进行生产，做到质量可控。（4）砂率、外加剂掺量实时控制，避免砂率调、外加剂用量大幅度调整造成混凝土拌合物泌水、离析、泵送困难。（5）现场混凝土技术人员进行交货服务，对混凝土泵送状况、混凝土浇筑过程、拆模养护过程及硬化后混凝土检测分析评定进行全方位控制。

三、机制砂混凝土配合比设计机制砂混凝土配合比设计时应根据所使用的原材料，考虑机制砂的吸水率，避免用水量选择不准确造成混凝土生产时坍落度损失难以控制，以及生产中用水量超出设计值导致水胶比增加，混凝土强度降低。机制砂细度模数偏大或者质量波动比较大时，可采用两种砂复配使用，相互调节，确保两种砂复配后的细度模数不超过3.0、颗粒级配曲线在中砂Ⅱ区范围内。机制砂混凝土配合比设计时应考虑石粉变化，混凝土浇筑方式、运距等因素，防止出现拌合物异常情况，如，砂率稍小，混凝土容易出现离析、泌水，砂率偏大则表现粘性过大、流动性差。机制砂混凝土砂率和外加剂用量的设定应有利于控制施工条件、运输造成的混凝土拌合物工作性问题。机制砂混凝土配合比设计时，也要注意骨料级配的调整，降低空隙率，这一点对低强度等级混凝土的工作性更有利，合理的粗骨料级配可在一定程度上提高混凝土的强度。

四、两种特殊的机制砂（1）山砂这种砂多以山皮石为原料进行破碎，由于长期风化，表面泥含量比较多，破碎后不进行水洗，因含泥量严重超标，基本无法使用。山皮石生产的机制砂水洗后，造成细颗粒偏少，粗颗粒太多，单独使用配制混凝土粘聚性、保水性差，易离析、泌水。风化山砂的风化颗粒含量超标，坚固性差，压碎指标不合格，甚至用手可以掰开。再加上吸水量大，混凝土拌合物坍落度损失异常，难以控制，用水量超高，混凝土强度偏低一、两个等级。使用山皮石机制砂生产的混凝土质量控制难度大，不建议使用。迫不得已使用建议先试验，再使用。（2）碎石厂石屑石屑是碎石生产的下脚料，受母岩影响较大。碎石生产设备的选用和是否整形对石屑的粒形影响明显，一般存在粒形差，级配差，通常表现为“两头大、中间少”，配制混凝土难度大。碎石厂采用水洗工艺对石屑进行清洗，水洗的方式可以降低泥含量的危害，但也洗掉细颗粒使砂级配变差，同时冲洗时使用絮凝剂对混凝土生产的影响不容忽视，有时变得难以控制。石屑水洗以后成分依然复杂，即使亚甲蓝MB值满足要求，因外加剂的吸附不同，对混凝土的坍落度损失也是不同的，也应该加强混凝土试验，同时在混凝土运输车上配备外加剂方便现场调