淺談山砂混凝土綠色施工技術(shù)研究與應(yīng)用

蘇偉 魏太堯 董天富 中國(guó)建筑第四工程局有限公司 韓承成 中建四局第一建筑工程有限公司

引言：隨著建筑工程發(fā)展，房屋建筑質(zhì)量要求越來越高，使用材料也越來越豐富，西南地區(qū)山砂應(yīng)用已有多年，結(jié)果表明山砂混凝土具有良好表現(xiàn)，但山砂泥含量和山砂顆粒大小均對(duì)混凝土有較大影響，尤其是對(duì)山砂混凝土的影響更大。在工程實(shí)踐中，山砂混凝土施工難度較大，流動(dòng)性、粘聚性、保水性低且齡期混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，施工工藝沒有針對(duì)山砂混凝土的諸多特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)改進(jìn)，造成混凝土裂縫較多，成型質(zhì)量不好的問題。鑒此，本文將從山砂混凝土防散落、離析的綠色管理和山砂混凝土施工余料再利用兩個(gè)方面來展開研究。

1. 工程基礎(chǔ)概況

漁安.安井溫泉旅游城“未來方舟”D1組團(tuán)為商業(yè)、辦公項(xiàng)目工程。其中，辦公部位為6、7兩棟超高層辦公樓： 6棟辦公-12+39F，H=178.1m（正負(fù)零以上高度）；7棟辦公-13+39F，H=178.1m（正負(fù)零以上高度）。

2. 山砂混凝土防散落、離析的綠色施工管理研究

2.1 混凝土防散落的綠色施工管理

2.1.1 施工過程中的防散落措施

1）山砂混凝土應(yīng)盡量使用商品混凝土，采用泵送垂直運(yùn)輸。

2）在垂直運(yùn)輸過程中應(yīng)采用覆蓋、包裹、封閉、固定等措施等。

2.1.2 運(yùn)輸過程中的防散落措施

1）應(yīng)將運(yùn)輸車輛車廂側(cè)板封閉，車頂用篷布遮蓋。

2）盡量采用商品混凝土，減少材料直接運(yùn)往工地的數(shù)量。無法避免時(shí)，運(yùn)輸過程中應(yīng)采取嚴(yán)密的封蓋措施。

2.2 混凝土離析的影響因素

山砂混凝土的離析是混凝土拌合物組成材料之間的粘聚力不足以抵抗粗集料下沉，混凝土拌合物成分相互分離，造成內(nèi)部組成和結(jié)構(gòu)不均勻的現(xiàn)象。通常表現(xiàn)為粗集料與砂漿相互分離。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，山砂混凝土離析除與攪拌方法、攪拌時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)外，還與其拌合物的膠凝材料的優(yōu)劣、用水量、砂石級(jí)配、外加劑摻量等關(guān)系更密切。

2.2.1 水泥

通過本次研究發(fā)現(xiàn)，水泥的細(xì)度越高，其活性越高，水泥的需求量越大。同時(shí)水泥細(xì)度越大，其水泥顆粒對(duì)混凝土減水劑的吸附能力也越強(qiáng)，極大的減弱了減水劑的效果。在實(shí)際生產(chǎn)中，水泥細(xì)度的下降，容易造成混凝土外加劑的過量，引起混凝土離析的現(xiàn)象。此外，水泥中的含堿量和水泥的存放時(shí)間對(duì)水泥與外加劑的適應(yīng)性影響也很大。本工程中選用的水泥為低熱硅酸鹽水泥。

2.2.2 用水量

在混凝土攪拌過程中，用水量嚴(yán)重超標(biāo)，水灰比過大，造成混凝土的粘聚性和保水性不良。在混凝土振搗過程中，水泥漿體與骨料分離，造成離析現(xiàn)象。這種現(xiàn)象嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度，應(yīng)高度重視。

2.2.3 砂、石級(jí)配

砂石骨料是混凝土中用量最大的材料，砂石料的質(zhì)量直接影響混凝土的質(zhì)量，砂石質(zhì)量的波動(dòng)容易造成混凝土的離析，而且其造成離析的因素是多方面的。

1）碎石粒徑增大、級(jí)配變差、單一級(jí)配都容易造成混凝土的離析現(xiàn)象。

2）砂子中的含石量過大、特別是含片狀石屑量過大將嚴(yán)重影響混混凝土的和易性，導(dǎo)致混凝土的嚴(yán)重離析。

3）砂石的含水率過高（特別是砂子含水率過高，大于10%），將使混凝土的質(zhì)量難以控制，容易出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象。

4）砂石的含泥量過大將使水泥漿同骨料的粘聚力降低，水泥漿對(duì)骨料的包裹能力下降，導(dǎo)致骨料的分離，引起混凝土離析現(xiàn)象。

2.2.4 外加劑摻量

混凝土中使用的外加劑，大多是由減水劑同其他產(chǎn)品如引氣劑、緩凝劑、保塑劑等復(fù)合而成的多功能產(chǎn)品，是泵送混凝土不可或缺的重要材料，外加劑的摻入極大的改善混凝土拌合物的性能，但外加劑使用不當(dāng)將可能導(dǎo)致混凝土的離析。

1）如果混凝土減水劑的摻量過大，減水率過高，單方混凝土的用水量減少，有可能使減水劑在攪拌機(jī)內(nèi)沒有充分發(fā)揮作用，而在混凝土運(yùn)輸過程中不斷發(fā)生作用致使混凝土到現(xiàn)場(chǎng)的坍落度大于出機(jī)時(shí)的坍落度。此種情況極易導(dǎo)致混凝土的嚴(yán)重離析。

2）外加劑中緩凝組分、保塑組分摻量過大，特別磷酸鹽或糖類過量，也容易造成混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

2.3 混凝土離析的綠色施工管理措施

針對(duì)山砂混凝土離析的多種影響因素，本次研究人員通過反復(fù)試驗(yàn)研究得出了以下綠色施工解決措施。

3. 山砂混凝土施工余料再利用、混凝土強(qiáng)度保障的施工管理研究

3.1 混凝土施工余料再利用施工管理

此工程在混凝土泵送過程中，混凝土泵管中混凝土余料會(huì)逐漸增多，一般可達(dá)1～4m3，如果將其直接傾倒則會(huì)引起環(huán)境的污染和資源的浪費(fèi)。因此本項(xiàng)目專門對(duì)山砂混凝土的施工余料再利用進(jìn)行了研究。

3.1.1 在保證混凝土水灰比不變的前提下（基本能保證混凝土的28d強(qiáng)度），適當(dāng)?shù)恼{(diào)整減水劑的用量。

3.1.2 在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，改用粉煤灰等摻合料的用量較大的級(jí)配比進(jìn)行生產(chǎn)。

3.1.3 在混凝土外加劑中復(fù)合一定量的增稠劑和引氣劑，可增強(qiáng)混凝土的粘聚性，提高混凝土的抗離析性。

3.1.4 在混凝土試配時(shí)，應(yīng)使混凝土在靜態(tài)的條件下有20～30mm的坍落度損失（1h）。

3.1.5 可以適當(dāng)?shù)奶岣呱奥蕘碚{(diào)整混凝土配合比，解決離析問題。

3.1.6 可適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土攪拌時(shí)間來控制混凝土離析現(xiàn)象。

3.1.7 余料回收方式

經(jīng)研究采用水洗回收方式回收泵管中的混凝土余料，此方式避免了可能出現(xiàn)的石子越積越多的現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)了全程泵送水洗。

3.2 余料再利用

通過實(shí)驗(yàn)結(jié)論得出，余料從施工現(xiàn)場(chǎng)退回后有兩種處理方式：余料分離處理和余料再利用。

1）余料分離處理

此種處理方式要求配備混凝土分離機(jī)。從施工現(xiàn)場(chǎng)退回的余料，砂、石經(jīng)清水沖洗，分離后曬干可進(jìn)行回收，以便再利用。沖洗水待沉淀后可再利用。對(duì)于沉淀后的漿膏可以摻入骨料和水泥，生產(chǎn)砌塊或鋪設(shè)路磚。此種余料處理方式是一種最可行的操作方式。

2）余料直接再利用

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，無論余料重新澆筑時(shí)是否已接近初凝時(shí)間，它和新料間會(huì)存在明顯的水化程度不同，從而導(dǎo)致余料和新料在在變形上的不同或不一致。余料和新料在工程實(shí)體里難以均勻一致，不可避免的成為產(chǎn)生裂縫的新因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)論對(duì)余料混凝土的直接再利用提出了如下限制：

●余料骨料級(jí)配較新料不良

●余料和新料所用水泥不符

●余料和新料所用摻合料、外加劑嚴(yán)重不符

●余料和新料凝結(jié)時(shí)間明顯不同

●余料混凝土的強(qiáng)度等級(jí)低于新料混凝土的強(qiáng)度等級(jí)

●余料混凝土和新料混凝土流動(dòng)性明顯不同

●余料生產(chǎn)時(shí)間和新料生產(chǎn)時(shí)間間隔2h以上

●新料所向的工程施工緩慢（可能會(huì)導(dǎo)致混凝土坍落度損失嚴(yán)重）

4. 結(jié)語

由以上研究成果表明，貴州山砂混凝土的性質(zhì)頗為優(yōu)良。因而在我省建設(shè)中，采用貴州山砂混凝土是可靠的。