浙江省交通建设工程机制砂生产(干法)及机制砂混凝土技术指南

浙江省交通建设工程机制砂生产(干法)及机制砂混凝土技术指南1总则1.1为规范浙江省交通建设工程干法机制砂生产、质量检验及机制砂混凝土配置、施工、质量管控全流程，保障工程结构耐久性与施工质量，依据《公路桥涵施工技术规范》JTG/T3650、《公路路面基层施工技术细则》JTG/TF20、《建筑用机制砂》GB/T14684、《浙江省交通建设工程砂石料质量管理办法》等标准规范，结合浙江省地域工程特点，制定本指南。1.2本指南适用于浙江省境内高速公路、普通国省道、水运工程等交通建设项目的干法机制砂生产，以及C15~C60机制砂混凝土（含泵送、非泵送、水下灌注等工况）的设计、施工与质量验收，农村公路工程可参照执行。1.3干法机制砂生产及机制砂混凝土应用除应符合本指南外，还应满足国家、行业及浙江省现行相关标准规范的要求。2干法机制砂生产2.1生产原料要求2.1.1母岩应选用花岗岩、石灰岩、玄武岩等无碱活性、无风化、无软弱夹层的岩石，母岩抗压强度应满足：用于配制C30及以下混凝土的母岩强度不低于40MPa，C30~C50不低于60MPa，C50以上不低于80MPa；母岩硫酸盐及硫化物含量（按SO₃计）≤0.5%，氯离子含量≤0.01%，严禁使用尾矿、建筑垃圾及受污染岩石作为原料。2.1.2原料开采前应完成碱活性检验，采用砂浆棒法检测的14d膨胀率应≤0.1%，若膨胀率在0.1%~0.2%之间，应通过混凝土抑制碱骨料反应试验验证合格后方可使用，膨胀率超过0.2%的母岩严禁使用。2.1.3原料入破前应清除表面附着的泥土、杂草，含泥量≥3%的原料应先通过预清洗工序处理，不得直接进入破碎环节。2.2生产厂区建设要求2.2.1厂区应设置原料堆放区、破碎加工区、筛分除尘区、成品储存区、试验检测区五大功能区，各区应做不小于20cm厚的C20混凝土硬化处理，厂区周边设置排水沟，坡度不小于1.5%，防止雨水冲刷原料。2.2.2原料堆放区应设置防雨棚，不同母岩类型、不同批次的原料应分区堆放，设置高度不低于2m的隔离墙，标识牌明确标注母岩种类、产地、检验状态。2.2.3生产车间应采用全封闭钢结构形式，高度不低于12m，车间内设置强制通风装置，粉尘排放浓度应符合《大气污染物综合排放标准》GB16297要求，无组织排放周界外颗粒物最高允许浓度≤1.0mg/m³。2.3生产工艺配置2.3.1干法机制砂生产线应采用“颚式粗破+圆锥式/反击式中破+冲击式制砂机+三级筛分+石粉控制+除尘”的固定工艺，严禁采用无分级破碎的小型立轴式制砂机单级生产。2.3.2粗破环节：颚式破碎机进料粒度≤750mm，出料粒度控制在150~250mm，破碎比不小于3:1，产量匹配后续工序需求，单条生产线年产能不低于50万吨。2.3.3中破环节：硬质岩（花岗岩、玄武岩）采用圆锥式破碎机，出料粒度控制在30~60mm；软质岩（石灰岩）采用反击式破碎机，出料粒度控制在20~50mm，中破后物料通过振动筛分离出＞50mm的物料返回中破环节循环破碎。2.3.4制砂环节：采用立轴冲击式制砂机，“石打石”与“石打铁”模式结合，转子线速度控制在60~75m/s，进料粒径≤50mm，出料中0.075mm~4.75mm颗粒占比不低于60%，制砂效率≥80t/h。2.3.5筛分环节：设置三级振动筛，筛网孔径分别为9.5mm、4.75mm、0.075mm，筛网倾角控制在18°~22°，振动频率15~20Hz，筛分效率≥90%；＞9.5mm的物料返回中破环节，4.75~9.5mm的物料返回制砂环节，＜0.075mm的石粉通过风选设备分离收集。2.3.6石粉控制环节：采用选粉机进行干法石粉含量调控，选粉机风量根据机制砂石粉含量要求动态调整，风量范围控制在8000~15000m³/h，石粉收集率≥95%，收集的石粉应存入专用仓，不得随意丢弃。2.3.7除尘系统：破碎、筛分、制砂各环节均应设置脉冲布袋除尘器，除尘效率≥99%，排放口颗粒物浓度≤10mg/m³，收集的粉尘统一处置，严禁直接排放。2.4机制砂质量要求2.4.1颗粒级配：机制砂级配应符合GB/T14684中Ⅱ区要求，各筛孔累计筛余应满足表1规定：筛孔尺寸（mm）9.54.752.361.180.60.30.150.075累计筛余（%）010~025~050~1070~4192~7097~80100~90混凝土强度等级≤C30C30~C50≥C50石粉含量（%）≤10.0≤7.0≤5.02.5生产过程质量管控2.5.1每班生产前应对原料含泥量、母岩外观进行检查，每1000m³原料进行一次母岩抗压强度、碱活性检验，原料批次更换时必须重新检验。2.5.2生产过程中每2小时进行一次颗粒级配、石粉含量、MB值快速检测，每4小时检测一次压碎值，检测结果不符合要求时应立即调整筛网参数、选粉机风量或制砂机转速，直至合格。2.5.3成品机制砂应分批次存入封闭储料仓，不同规格、不同母岩类型的机制砂分区存放，储料仓容量不小于5000m³，料仓之间设置高度不低于3m的隔离墙，防止混料。2.5.4成品机制砂出厂时应随附质量证明文件，标注生产单位、批次、生产日期、母岩种类、石粉含量、级配、MB值、压碎值等指标，每批次出厂检验报告应加盖生产单位质检章。3机制砂混凝土配合比设计3.1基本要求3.1.1机制砂混凝土配合比应采用绝对体积法设计，满足工作性、强度、耐久性、经济性四项要求，严禁套用天然砂混凝土配合比直接使用。3.1.2配制机制砂混凝土的原材料应符合以下要求：（1）水泥：采用P·O42.5及以上等级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，3d抗压强度≥25MPa，28d抗压强度≥48MPa，碱含量≤0.6%，氯离子含量≤0.03%。（2）矿物掺合料：粉煤灰采用F类Ⅰ级或Ⅱ级，烧失量≤5%（Ⅰ级）/≤8%（Ⅱ级），需水量比≤95%（Ⅰ级）/≤105%（Ⅱ级）；矿粉采用S95级，比表面积400~450m²/kg，28d活性指数≥95%；硅灰SiO₂含量≥92%，比表面积≥15000m²/kg，烧失量≤6%。（3）粗骨料：采用连续级配碎石，5~25mm（桥涵结构）或5~31.5mm（基层结构），压碎值≤16%（C50及以上）/≤20%（C30~C50）/≤26%（C30及以下），针片状含量≤5%（C50及以上）/≤10%（其他），含泥量≤0.5%，泥块含量≤0.2%。（4）外加剂：采用聚羧酸系高性能减水剂，减水率≥25%，含气量≤3%（非引气型），1h坍落度保留值≥120mm（泵送混凝土），与水泥、矿物掺合料的相容性应通过试验验证。（5）拌合用水：符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63要求，氯离子含量≤200mg/L（预应力混凝土）/≤500mg/L（钢筋混凝土），pH值≥4.5。3.2配合比参数设计3.2.1胶凝材料用量：不同强度等级机制砂混凝土的胶凝材料总量应符合表3规定，矿物掺合料掺量占胶凝材料总量的比例不宜超过40%，其中粉煤灰掺量不宜超过30%，矿粉掺量不宜超过30%：混凝土强度等级≤C30C30~C40C40~C50C50~C60胶凝材料总量（kg/m³）280~360320~420360~480420~520混凝土强度等级≤C30C30~C50≥C50砂率（%）38~4436~4234~403.2.4外加剂掺量：聚羧酸减水剂掺量一般为胶凝材料总量的0.8%~1.2%，引气剂掺量根据含气量要求确定，有抗冻要求的混凝土含气量控制在3.0%~5.0%。3.2.5石粉含量利用：当机制砂石粉含量符合本指南2.4.2要求时，石粉可作为活性掺合料的补充，无需额外扣除，但若MB值＞1.0g/kg，应在配合比设计时适当降低石粉含量上限，保证混凝土耐久性。3.3配合比试配与验证3.3.1试配前应对所有原材料进行全性能检验，检验合格后方可用于试配，试配采用的机制砂应与工程实际使用批次一致。3.3.2试配应采用三个不同配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水胶比分别较基准配合比增减0.02，砂率分别增减1%，外加剂掺量相应调整。3.3.3工作性要求：泵送混凝土坍落度≥140mm，扩展度≥350mm，1h坍落度损失≤20mm；水下灌注混凝土坍落度≥180mm，扩展度≥400mm，和易性良好，无离析、泌水现象；非泵送混凝土坍落度≥50mm，黏聚性良好。3.3.4强度验证：每个配合比应制作3组150mm×150mm×150mm立方体试块，分别检测7d、28d抗压强度，28d强度应满足fcu,o≥fcu,k+1.645σ（σ为强度标准差，C30及以下σ≥4.0MPa，C30~C50σ≥5.0MPa，C50以上σ≥6.0MPa）。3.3.5耐久性验证：根据工程所处环境类别进行耐久性检验，Ⅰ类环境（干燥环境）检测电通量，28d电通量≤2000C（C30及以下）/≤1500C（C30~C50）/≤1000C（C50及以上）；Ⅱ类（滨海环境）、Ⅳ类（盐渍土环境）还应检测氯离子扩散系数，28d氯离子扩散系数≤8×10⁻¹²m²/s（C30）/≤5×10⁻¹²m²/s（C40）/≤2×10⁻¹²m²/s（C50及以上）；有抗冻要求的混凝土抗冻等级不低于F200。3.3.6配合比审批：试配合格后出具配合比设计报告，报监理单位审核、建设单位备案后方可用于施工，原材料批次更换或工程连续使用6个月后应重新进行配合比验证。4机制砂混凝土施工4.1拌合4.1.1拌合设备采用强制式搅拌机，计量精度应符合：水泥、矿物掺合料、外加剂计量误差±1%，粗细骨料、拌合用水计量误差±2%，每班生产前应对计量设备进行零点校准，每季度进行一次计量检定。4.1.2拌合投料顺序：先投入粗骨料、机制砂、水泥、矿物掺合料，干拌30s，再加入80%拌合用水和全部外加剂，搅拌60s，最后加入剩余20%拌合用水，搅拌60s，总搅拌时间≥150s，冬季施工时搅拌时间延长50%。4.1.3拌合过程中每2小时检测一次机制砂含水率，根据含水率调整拌合用水量，雨天施工时每1小时检测一次，含水率波动超过±2%时应立即调整配合比。4.1.4出厂前每车混凝土应检测工作性，坍落度、扩展度符合设计要求，无离析泌水后方可出具出厂合格证，准予运输。4.2运输4.2.1采用搅拌罐车运输机制砂混凝土，装料前应将罐内积水排净，运输过程中罐体保持2~3r/min的转速转动，严禁中途加水。4.2.2运输时间控制：常温下（20℃~30℃）运输时间≤90min，夏季高温（＞30℃）时运输时间≤60min，冬季低温（＜5℃）时运输时间≤120min，若运输时间超过限值，应检测工作性，合格后方可使用，不合格的混凝土严禁入模。4.2.3卸料前应将罐体高速旋转30s，保证混凝土匀质性，卸料时全部卸出，不得残留，不同强度等级的混凝土运输时应做好标识，防止混用。4.3浇筑4.3.1浇筑前应检查模板、钢筋、预埋件的位置和稳定性，清除模板内杂物，木模板提前洒水湿润，钢模板涂刷脱模剂，不得有积水。4.3.2泵送混凝土时，泵送前先用与混凝土同配合比的水泥砂浆润管，泵送速度控制在20~30m³/h，泵送过程中保持连续，若中断时间超过30min，应每隔5~10min开泵一次，防止堵管。4.3.3浇筑时混凝土自由下落高度≤2m，超过2m时采用串筒、溜槽等辅助装置，防止混凝土离析，分层浇筑时每层厚度≤300mm，上层浇筑应在下层混凝土初凝前完成。4.3.4振捣采用插入式振动棒，振捣间距≤300mm，振捣至混凝土表面泛浆、不再下沉、无气泡冒出为止，振捣时间控制在20~30s，严禁过振、漏振，振捣棒插入下层混凝土深度≥50mm。4.3.5水下灌注混凝土时，导管埋深控制在2~6m，灌注连续进行，严禁中途停工，桩顶超灌高度≥0.8m，保证桩头混凝土质量。4.4养护4.4.1机制砂混凝土早期收缩较大，应在浇筑完成后12h内开始养护，夏季高温时应在浇筑完成后6h内开始养护，养护方式根据结构类型确定：（1）水平结构（桥面铺装、路面基层、承台顶面）：采用土工布覆盖洒水养护，养护期间保持表面湿润，严禁干湿交替。（2）竖向结构（桥墩、立柱、墙身）：采用包裹保湿养护膜+喷淋养护，养护膜应紧贴混凝土表面，无破损，喷淋水量保证表面湿润。（3）预制构件：采用蒸汽养护时，静停时间≥4h，升温速度≤15℃/h，恒温温度≤60℃，降温速度≤10℃/h，蒸养结束后继续洒水养护不少于7d。4.4.2养护时间：普通混凝土养护时间≥7d，掺粉煤灰、矿粉的混凝土养护时间≥14d，预应力混凝土、C50及以上高强度混凝土、滨海环境混凝土养护时间≥21d。4.4.3养护期间混凝土强度达到1.2MPa前，严禁在其上堆放荷载、行走人员，强度达到设计强度的75%后方可拆除模板，预应力构件强度达到设计强度的100%且龄期不少于7d后方可张拉。5质量检验与验收5.1机制砂质量检验5.1.1进场检验：每批次机制砂进场时应检验颗粒级配、石粉含量、MB值、压碎值、含泥量、泥块含量，同一生产厂家、同一规格、连续进场的机制砂每500t为一批，不足500t按一批计，检验合格后方可使用。5.1.2定期检验：每2000t机制砂应进行一次母岩碱活性、表观密度、空隙率、氯离子含量、硫化物含量全性能检验。5.1.3不合格机制砂处理：检验不合格的机制砂应单独存放，设置明显不合格标识，限期清退出场，严禁混入合格料中。5.2混凝土施工过程检验5.2.1拌合站每工作台班应制作不少于2组混凝土试块，其中1组用于7d强度检测，1组用于28d强度检测，连续浇筑超过100m³时，每1