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机制砂代替天然砂在泵送混凝土中的应用The mechanism of sand to replace natural sand in pumping concrete赵日新 1 白永智 2（1 辽宁喜信商品混凝土有限公司，辽宁 葫芦岛 125004；2 中国建材检验认证集团股份有限公司，北京 100024）摘 要：机制砂代替天然砂已经成为形势所需，机制砂混凝土的原材料选择，配合比设计与调整，施工及应注意的问题。Abstract：The mechanism of sand instead of natural sand has become a raw material selection of the situation required,mechanism of sand concrete with the problem than the mix design and adjustment,construction.关键字：机制砂；代替；天然砂；泵送混凝土Key words：the mechanism of sand；replace；natural sand；pumping concrete中图分类号：TU528 文献标识码：B 文章编号：1003-8965（2012)03-0037-03引 言水泥，性能指标见表 1。粉煤灰选用绥中热电厂的级粉煤灰，质量 指标见表 2。粗集料：主要控制指标为最大粒径、针片状 含量和级配。根据泵送混凝土施工技术规范，最 大粒径与输送管管径之比为：泵送高度 100m 时，宜为 1:4 1:5。为此 确定采用 5 25mm 连续级配地产石灰石碎石， 表观密度为 2700Kg/m3，松散堆积密度为 1550Kg/m3，压碎值为 14.7%。 细集料：采用粗骨料同厂家生产的机制砂，各性能指标见表 3。对比天然砂采用绥中地产河 砂，细度模数 2.7，含泥量 0.5%外加剂采用 XL1730 聚羧酸高效减水剂，固随着建筑业的发展以及对生态环境的重视，天然砂已不能满足建筑工程和预拌混凝土的需要， 使用机制砂代替天然砂已经成为形势所需。机制 砂是一种通过机械破碎、筛分或通过水洗形成的 粒径小于 4.75mm 的岩石颗粒，一般含有较多石 粉，颗料表面粗糙，尖锐多棱角，细度模数可调。 通过试验，使用机制砂完全能够代替天然砂，生 产坍落度大于 200mm 以上，强度 C60 以下的泵 送混凝土，此次试验为坍落度 200mm，设计强 度为 C50 的泵送混凝土。1 原材料 1水泥选用唐山冀东水泥厂生产的盾石牌 PO42.5表 1 水泥性能指标表 2 粉煤灰质量指标37项目细度 %需水量 %烧失量 %SiO3%游离氧化钙 %含水量 %安定性实测值990.11.4项目比表面积 m2/Kg初凝min终凝min安定性抗压强度MPa抗折强度MPa3d28d3d28d实测值353126204合格27.2表 3 机制砂性能指标表 4 混凝土配合比各种原材料 m3 用量含量 20%，减水率 35%。物质性能试验方法标准GB/T50080-2002 进行检测，抗压强度按普通混凝土力学性能试验方 法标准GB/T50081-2002 进行检测，试件尺寸 为 150mm150mm150mm，长期性能和耐久 性能按普通混凝土长期性能和耐久性能试验方 法标准GB/T50082-2009 进行检测，试件尺寸 按标准尺寸。成型室实测温度为 19 22之间， 实测湿度为 70%，养护方法为标准养护，养护龄 期为 28 天。按表 4 试拌混凝土各项指标检测结果如 下：混凝土拌合物的坍落度 220mm，扩展度 550mm，经时 1 小时损失后坍落度为 210mm， 扩展度为 500mm，7d 强度达到 46.8MPa，28d 强度达到 71.4MPa，完全符合 C50 泵送混凝土要 求。按表 4 同配合比用天然砂拌制的混凝土 各项指标检测如 下：混凝土拌合物的坍落度 230mm，扩展度 560mm，经时 1 小时损失后坍 落度为 220mm，扩展度为 510mm，7d 强度达 到 45.6MPa，28d 强度达到 68.0MPa，同样完全 符合 C50 泵送混凝土要求，但塌落度略好，强度 略低于机制砂混凝土 3。2 配合比设计配合比设计的主要依据为普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2011、普通混凝土拌合 物性能试验方法标准GB/T50080-2002、普 通混凝土力学性能试验方法标准GB/T50081-2002，主要控制指标为强度、凝结时间、拌合物 和易性及坍落度经时损失等。配合比确定：混凝土设计强度等级为 C50， 按照普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2011 中公式 fcu.0 fcu.k 1.645 计算配制强度为60MPa（因无统计资料， 按标准规定取值为6.0MPa），根据天然砂配合比设计经验选择取水 泥用量为 470Kg/m3，粉煤灰用量为 70 Kg/m3。根据集料最大粒径 25mm、泵送坍落度要 求及原材料等情况综合水灰比及材料用量，考虑 机制砂的棱角性及石粉含量等特点对混凝土和易 性的影响，首先按理论配合比参数选用不同的砂 率（分别为 40%、39%、38%、37%、36%、35%、34%、32%、30%）及水灰 比（分别为 0.39、0.37、0.35、0.33、0.31、0.29）进行试拌。 通过对拌合物性能及混凝土强度等方面的比较， 确定砂率为 37%，水胶比为 0.31 ，各原材料每 m3 用量见表 4（单位：Kg）2。4 调整及注意事项按表 4 配合比用量其他材料不变，外加剂用量调整为 12.2 后，各项指标检测结果如下：混 凝土拌合物的坍落度 240mm，扩展度 580mm， 经时 1 小时损失后坍落度为 220mm，扩展度为520mm，7d 强度达到 48.9MPa，28d 强度达到3 试 验混凝土拌合物的工作性按普通混凝土拌合38材料名称水泥碎石机制砂粉煤灰外加剂水每 m3 用量47010656257011.9170项目各级筛孔累计质量筛余百分比 %细度模数石粉含量 %压碎值 %泥块含量 %4.752.3150.160实测值0.25.531.261.681.8130.5水泥与混凝土73.4MPa。用机制砂拌制的混凝土，凝结时间比天然砂 拌制的混凝土长约12 小时，坍落度比天然砂 所拌机的混凝土小 10mm 20mm，但适当增加 外加剂用量后，其工作性能及强度等指标优于天 然砂所拌制的混凝土 4。另外，机制砂拌制混凝土受石料含量影响较 大，应严格控制机制砂中石料含量；由于机制砂 中所含石粉较多，混凝土拌合物中浆体增多构件 产生裂缝，施工过程中应适当缩短振捣时间，以 防产生离析泌水现象；同时因浆体较多容易产生 干燥收缩，应在施工过程中加强养护以预防混凝 土开裂，一般应养护 14d 以上 5。机的混凝土，完全能够用机制砂代替天然砂。机制砂与天然砂优越性对比具有质量可靠、 可使大量废弃资源再利用、天然资源十分丰富、 保护生态环境等优点，有利于机制砂工业就地取 材，就地生产，就地供应，既减少运输费用，又 减少生产费用，经济效益非常可观。参考文献：1 段瑞斌、石从黎、宋开伟全机制砂预拌混凝土的研究J 商品混凝土 2010(4).39-432 易文、王永和、鲁云岗 机制砂混凝土强度与变 形试验研究J 中南林业大学学报 2008(6).141-1433 贺图升、周明凯石粉对机制砂混凝土拌合物泌 水率的影响DB/OL 中国混凝土网 rmc. com/book/list.asp?id=25397&jdfwkey=kqule 2007.4.124 李婷婷、王稷良、郑国荣、周明凯、李北机 制砂中石粉含量对混凝土抗渗性能的影响J 混凝土2009(3).42-445 陈跃龙、吴建军、蔡维刚、卢映琨机制砂高强 高性能混凝土泵送施工方法DB/OLhttp:/wenku.baidu. com/view/044a654ee518964bcf847cae.html 2011.8.35 结 语机制砂石生产线已在全国各地广泛投入使用，所产机制砂、石各项性能指标完全符合普通混 凝土用砂、石质量及检验方法标准（JGJ522006）或国 标建筑用砂GB/T146842001 的要求，在优级选配合比的情况下，用机制砂拌 制泵送混凝土中的各项指标均不低于用天然砂拌（上接第 36 页）检测能力，识别实验室中存在的问题，制定相应 的补救措施。激烈的今天，对产品质量的要求和重视程度越来越高。作为企业只有做好质量过程的控制管理， 不断提高产品质量，才能使企业生存。4 结语参考文献化验室管理水平，是一个系统的工程，需要更新思想观念，加大人力、物力的投入，改善