全機(jī)制砂混凝土應(yīng)用探討

秦翼，王春蘭

（重慶建工建材物流有限公司，重慶 401122）

0 引言

由于缺乏優(yōu)質(zhì)的河砂資源，重慶地區(qū)從上世紀(jì)90年代開始使用機(jī)制砂與特細(xì)砂復(fù)配出來(lái)的混合砂生產(chǎn)混凝土。隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的大力發(fā)展，優(yōu)質(zhì)的河砂資源消耗殆盡，河砂的含泥量變高，細(xì)度模數(shù)降低，砂中的有害雜質(zhì)增多，在工程使用中的風(fēng)險(xiǎn)也逐漸增加，并且無(wú)砂可用的情況時(shí)有發(fā)生。因此，應(yīng)用機(jī)制砂完全取代天然砂生產(chǎn)混凝土勢(shì)在必行[1]。國(guó)標(biāo)《建設(shè)用砂》（GB 14684-2011）的頒布實(shí)施，為全機(jī)制砂混凝土的應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)支持與保證。全機(jī)制砂的應(yīng)用節(jié)約了河砂這一天然資源，一方面響應(yīng)了國(guó)家環(huán)保的號(hào)召，一方面使得混凝土的質(zhì)量得到了有效保障。

1 機(jī)制砂的基本特性

如果要用機(jī)制砂完全取代河砂，最接近的思路就是把機(jī)制砂制作得越接近河砂的品質(zhì)越好。試驗(yàn)采用的是重慶某公司提供的機(jī)制砂。該公司擁有一條先進(jìn)的機(jī)制砂生產(chǎn)線，能夠調(diào)節(jié)不同的細(xì)度模數(shù)參數(shù)，生產(chǎn)出的機(jī)制砂能夠滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求中對(duì)天然砂的顆粒級(jí)配要求。

1.1 顆粒形態(tài)

機(jī)制砂是巖石破碎而成，生產(chǎn)類似河砂顆粒形貌的機(jī)制砂能耗較大，且產(chǎn)能會(huì)嚴(yán)重下降。鑒于此，試驗(yàn)用的機(jī)制砂顆粒表面仍比較粗糙，有較尖銳的棱角。

1.2 顆粒級(jí)配與產(chǎn)能的關(guān)系

試驗(yàn)用樣品機(jī)制砂的級(jí)配均在Ⅱ區(qū)砂范圍內(nèi)，顆粒級(jí)配良好。隨著細(xì)度模數(shù)降低，產(chǎn)能不斷下降，結(jié)果見表1所示。

表1 試驗(yàn)樣品的顆粒級(jí)配及產(chǎn)能的關(guān)系

1.3 表觀密度、堆積密度與壓碎指標(biāo)

樣品機(jī)制砂表觀密度為2710kg/m3，松散堆積密度1550 kg/m3，緊裝堆積密度1670kg/m3，壓碎指標(biāo)為9.2%。

2 全機(jī)制砂混凝土的配置參數(shù)

考慮到成本因素影響，對(duì)比試驗(yàn)所用混凝土配合比的膠凝材料用量不變，適當(dāng)調(diào)整砂率、用水量及外加劑用量。

2.1 材料說(shuō)明

混合砂：采用細(xì)度模數(shù)3.3的山碎石機(jī)制粗砂與細(xì)度模數(shù)1.0的天然河砂，以60%﹕40%的比例搭配，混合成細(xì)度模數(shù)為2.4左右混合砂[2]。

膠凝材料用量：總用量320kg/m3。

2.2 混凝土試配

試配顯示，1號(hào)和2號(hào)樣品拌制混凝土的工作性能不佳。

1號(hào)樣品砂率調(diào)整范圍為42%～50%，均出現(xiàn)包裹性不佳，有較嚴(yán)重的泌水離析現(xiàn)象，必須補(bǔ)充膠凝材料總用量方能得到有效改善。分析其原因：一是因?yàn)樵摌悠返募?xì)度模數(shù)達(dá)到2.8，機(jī)砂偏粗，用于低強(qiáng)度混凝土效果不佳，需要靠更多的膠凝材料來(lái)彌補(bǔ)細(xì)顆粒的不足。二是機(jī)制砂表面較粗糙，棱角多，導(dǎo)致出現(xiàn)離析泌水現(xiàn)象。

2號(hào)樣品砂率調(diào)整范圍為42%～48%；最終選定為46%；但是當(dāng)采用46%砂率、160kg/m3用水量的時(shí)候，混凝土的初始坍落度為230mm，擴(kuò)展度520mm，兩小時(shí)的坍落度為210mm，擴(kuò)展度430mm，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工需要。若提高外加劑初始摻量，則出現(xiàn)抓底，泌水離析現(xiàn)象。因此我們聯(lián)系外加劑廠家進(jìn)行調(diào)整。在調(diào)整過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，始終難以找到一個(gè)平衡點(diǎn)，拌制的混凝土要么擴(kuò)展度偏小，不滿足生產(chǎn)需求，要么出現(xiàn)抓底、泌水離析現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)調(diào)整，增加了基準(zhǔn)用水量，采用46%砂率、165kg/m3用水量的時(shí)候，初始的坍落度為230mm，擴(kuò)展度570mm，兩個(gè)小時(shí)的坍落度為220mm，擴(kuò)展度540mm，能滿足生產(chǎn)需要。但外加劑需要增加增黏組分，摻量較混合砂的混凝土提高0.2%，否則會(huì)出現(xiàn)敏感度非常高，砂率或者用水量稍有變動(dòng)混凝土狀態(tài)就會(huì)出現(xiàn)異常的情況。因此，2號(hào)樣品實(shí)際使用起來(lái)效果也不盡如人意。分析其原因，主要還是因機(jī)制砂顆粒形態(tài)問(wèn)題引起的容易出現(xiàn)離析泌水的情況。

3號(hào)樣品砂率最終選定為43%，與混合砂的混凝土保持了一致，初始坍落度230mm，擴(kuò)展度600mm，兩個(gè)小時(shí)坍落度230mm，擴(kuò)展度560mm，包裹性良好，改變砂率、變化用水量均未出現(xiàn)較敏感的波動(dòng)現(xiàn)象，試驗(yàn)成功。歸其原因：一是細(xì)度模數(shù)較低，與混合砂基本一致；二是由于通過(guò)不斷打磨，使得顆粒形態(tài)變好。但是因其能耗大，產(chǎn)能嚴(yán)重下降，加上需要全部取代河砂，機(jī)制砂單價(jià)又不能定得過(guò)高等綜合因素影響，并不是廠家生產(chǎn)的首選產(chǎn)品。

2.2.2 調(diào)整2號(hào)樣品再次試配

《建設(shè)用砂》規(guī)范中對(duì)機(jī)制砂的要求：當(dāng)機(jī)制砂MB值小于1.4時(shí)，石粉含量應(yīng)小于等于10%。結(jié)合所查閱的機(jī)制砂混凝土的相關(guān)文獻(xiàn)，我們決定采用2號(hào)樣品，并另外補(bǔ)充6%左右的石粉，將篩底提升至10%。調(diào)整后的2號(hào)樣品的級(jí)配情況如表2所示。級(jí)配曲線如圖1所示（圖中虛線代表Ⅱ區(qū)砂的級(jí)配上下限，實(shí)線為調(diào)整后的2號(hào)樣品）。

“名詞兒化后轉(zhuǎn)化成另一個(gè)名詞，常見的是一個(gè)多義詞兒化后由一個(gè)義項(xiàng)衍生出另一個(gè)或幾個(gè)義項(xiàng)，不同的義項(xiàng)之間盡管存在著淵源上的關(guān)系，但所表達(dá)的概念是不同的，寬泛一點(diǎn)說(shuō)，這也相當(dāng)于由一個(gè)詞轉(zhuǎn)化為另一個(gè)詞?！?/p>

表2 調(diào)整后的2號(hào)樣品的級(jí)配情況

圖1 調(diào)整后的2號(hào)樣品的級(jí)配曲線

調(diào)整后的2號(hào)樣品試配效果良好，C30配合比試配結(jié)果如表3所示。

表3 調(diào)整后的2號(hào)樣品拌制C30混凝土的檢測(cè)結(jié)果

2.2.3 試生產(chǎn)

將調(diào)整后的2號(hào)樣品機(jī)制砂用于混凝土生產(chǎn)，一條生產(chǎn)線采用原有混合砂的模式，一條生產(chǎn)線采用全機(jī)制砂的模式，生產(chǎn)一個(gè)月后的強(qiáng)度及標(biāo)準(zhǔn)差的對(duì)比如表4所示。

表4 C30混合砂混凝土與全機(jī)制砂混凝土28d抗壓強(qiáng)度對(duì)比

3 結(jié)論

（1）全機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)宜控制在2.4～2.6之間，MB值在符合標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，對(duì)于低強(qiáng)度等級(jí)混凝土，石粉含量可以適當(dāng)提高。換一種說(shuō)法就是，若把這些石粉含量作為膠凝材料總量的一部分，則全機(jī)制砂混凝土的總膠凝材料用量不應(yīng)低于380kg/m3。

（2）采用先進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)出來(lái)的全機(jī)制砂應(yīng)用到混凝土中，混凝土的穩(wěn)定性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的混合砂混凝土，且標(biāo)準(zhǔn)差小，有利于質(zhì)量控制。

責(zé)任編輯：劉艷萍

能工巧匠

種植屋頂排蓄水怎樣防治污染

某經(jīng)濟(jì)適用房建設(shè)單位為解決停車難的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了半地下車庫(kù)，并利用車庫(kù)屋頂做綠化。車庫(kù)總平面尺寸為60 mx17m。柱距開間和進(jìn)深為5．5mx6m，屋頂設(shè)計(jì)混凝土板厚為25cm，梁為反梁，梁高為60cm，防水為2mm厚聚氨酯防水涂料，屋頂平面設(shè)2cm厚水泥砂漿保護(hù)層，梁側(cè)、梁頂沒有做保護(hù)，平鋪10cm厚石子，2層土工布，30cm厚素土層。在施工過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)屋頂?shù)呐潘?、蓄水和防污等?wèn)題沒有引起足夠的重視，本文即對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行探討。

1車庫(kù)屋面排水問(wèn)題

雨水落下后，一部分雨水從屋面排水溝直接排走，另一部分滲入土中，經(jīng)過(guò)土壤吸收和土工布過(guò)濾后，多余的水通過(guò)下臥石子層和梁中預(yù)留孔洞進(jìn)入排水溝排走。

石子排水層與卵石排水層比較，雖然排水效果較差，但在江南地區(qū)有施工方便、取材容易和價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)比較分析，下臥排水層的石子以三層為好。粒徑2～6 cm的實(shí)鋪8~10cm就可以，粒徑4~8cm的實(shí)鋪10～12cm為好。屋面如果做找坡層則排水效果更好，本工程沒有設(shè)計(jì)找坡，屋面有積水現(xiàn)象。

反梁在混凝土板面標(biāo)高處設(shè)排水孔，孔與孔之間未設(shè)計(jì)濾水管，孔處石子層加厚為13～15 cm，以確保孔口不被堵塞。

2屋面的防滲漏和防污染處理

本工程混凝土屋面設(shè)計(jì)為2mm厚聚氨酯防水涂料，防水效果尚可。但現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，防水涂料完成，石子排水層鋪上兩個(gè)多月后，屋頂居然沒長(zhǎng)一根草(局部有積水)。在主體工程施工時(shí)，屋頂混凝土澆筑后不到一個(gè)月，屋頂草長(zhǎng)得就比較旺盛(屋面有積水)。經(jīng)分析可能是防水涂料有一定的污染，使草難以生長(zhǎng)?？紤]到污染問(wèn)題，屋面下臥石子層內(nèi)的水宜盡快排走，設(shè)計(jì)應(yīng)考慮對(duì)防水涂料全部做水泥砂漿保護(hù)層，這樣既有利于防水涂料的耐久性，也有利于植物的正常生長(zhǎng)。

3土的保水性設(shè)計(jì)

地表水和石子下臥層水排走了。植物生長(zhǎng)所需的水分如何解決?養(yǎng)護(hù)澆水太多就會(huì)增加管理成本和養(yǎng)護(hù)成本。本工程在施工時(shí)既考慮了土的通氣、排水，又考慮了所選種植土的保水性，用當(dāng)?shù)氐姆凵巴良幽拘己透惩?，同時(shí)選擇了濾水和保水效果好的加厚土工布，使保水工作取得比較好的效果。當(dāng)然在少雨的季節(jié)，根據(jù)土壤濕度，也要適時(shí)澆水以保證草木的成活率。

屋頂綠化對(duì)增加城市綠化、改善環(huán)境、減少污染大有好處，處理好屋頂排蓄水問(wèn)題，對(duì)屋頂綠化的種植、養(yǎng)護(hù)極為重要。 (摘自：《建筑工人》）