全機制砂混凝土應用探討

秦翼，王春蘭

（重慶建工建材物流有限公司，重慶 401122）

0 引言

由于缺乏優質的河砂資源，重慶地區從上世紀90年代開始使用機制砂與特細砂復配出來的混合砂生產混凝土。隨著基礎設施建設的大力發展，優質的河砂資源消耗殆盡，河砂的含泥量變高，細度模數降低，砂中的有害雜質增多，在工程使用中的風險也逐漸增加，并且無砂可用的情況時有發生。因此，應用機制砂完全取代天然砂生產混凝土勢在必行[1]。國標《建設用砂》（GB 14684-2011）的頒布實施，為全機制砂混凝土的應用提供了可靠的技術支持與保證。全機制砂的應用節約了河砂這一天然資源，一方面響應了國家環保的號召，一方面使得混凝土的質量得到了有效保障。

1 機制砂的基本特性

如果要用機制砂完全取代河砂，最接近的思路就是把機制砂制作得越接近河砂的品質越好。試驗采用的是重慶某公司提供的機制砂。該公司擁有一條先進的機制砂生產線，能夠調節不同的細度模數參數，生產出的機制砂能夠滿足國家標準要求中對天然砂的顆粒級配要求。

1.1 顆粒形態

機制砂是巖石破碎而成，生產類似河砂顆粒形貌的機制砂能耗較大，且產能會嚴重下降。鑒于此，試驗用的機制砂顆粒表面仍比較粗糙，有較尖銳的棱角。

1.2 顆粒級配與產能的關系

試驗用樣品機制砂的級配均在Ⅱ區砂范圍內，顆粒級配良好。隨著細度模數降低，產能不斷下降，結果見表1所示。

表1 試驗樣品的顆粒級配及產能的關系

1.3 表觀密度、堆積密度與壓碎指標

樣品機制砂表觀密度為2710kg/m3，松散堆積密度1550 kg/m3，緊裝堆積密度1670kg/m3，壓碎指標為9.2%。

2 全機制砂混凝土的配置參數

考慮到成本因素影響，對比試驗所用混凝土配合比的膠凝材料用量不變，適當調整砂率、用水量及外加劑用量。

2.1 材料說明

混合砂：采用細度模數3.3的山碎石機制粗砂與細度模數1.0的天然河砂，以60%﹕40%的比例搭配，混合成細度模數為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號和2號樣品拌制混凝土的工作性能不佳。

1號樣品砂率調整范圍為42%～50%，均出現包裹性不佳，有較嚴重的泌水離析現象，必須補充膠凝材料總用量方能得到有效改善。分析其原因：一是因為該樣品的細度模數達到2.8，機砂偏粗，用于低強度混凝土效果不佳，需要靠更多的膠凝材料來彌補細顆粒的不足。二是機制砂表面較粗糙，棱角多，導致出現離析泌水現象。

2號樣品砂率調整范圍為42%～48%；最終選定為46%；但是當采用46%砂率、160kg/m3用水量的時候，混凝土的初始坍落度為230mm，擴展度520mm，兩小時的坍落度為210mm，擴展度430mm，不能滿足現場實際施工需要。若提高外加劑初始摻量，則出現抓底，泌水離析現象。因此我們聯系外加劑廠家進行調整。在調整過程中發現，始終難以找到一個平衡點，拌制的混凝土要么擴展度偏小，不滿足生產需求，要么出現抓底、泌水離析現象。經過調整，增加了基準用水量，采用46%砂率、165kg/m3用水量的時候，初始的坍落度為230mm，擴展度570mm，兩個小時的坍落度為220mm，擴展度540mm，能滿足生產需要。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%，否則會出現敏感度非常高，砂率或者用水量稍有變動混凝土狀態就會出現異常的情況。因此，2號樣品實際使用起來效果也不盡如人意。分析其原因，主要還是因機制砂顆粒形態問題引起的容易出現離析泌水的情況。

3號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，擴展度600mm，兩個小時坍落度230mm，擴展度560mm，包裹性良好，改變砂率、變化用水量均未出現較敏感的波動現象，試驗成功。歸其原因：一是細度模數較低，與混合砂基本一致；二是由于通過不斷打磨，使得顆粒形態變好。但是因其能耗大，產能嚴重下降，加上需要全部取代河砂，機制砂單價又不能定得過高等綜合因素影響，并不是廠家生產的首選產品。

2.2.2 調整2號樣品再次試配

《建設用砂》規范中對機制砂的要求：當機制砂MB值小于1.4時，石粉含量應小于等于10%。結合所查閱的機制砂混凝土的相關文獻，我們決定采用2號樣品，并另外補充6%左右的石粉，將篩底提升至10%。調整后的2號樣品的級配情況如表2所示。級配曲線如圖1所示（圖中虛線代表Ⅱ區砂的級配上下限，實線為調整后的2號樣品）。

“名詞兒化后轉化成另一個名詞，常見的是一個多義詞兒化后由一個義項衍生出另一個或幾個義項，不同的義項之間盡管存在著淵源上的關系，但所表達的概念是不同的，寬泛一點說，這也相當于由一個詞轉化為另一個詞。”

表2 調整后的2號樣品的級配情況

圖1 調整后的2號樣品的級配曲線

調整后的2號樣品試配效果良好，C30配合比試配結果如表3所示。

表3 調整后的2號樣品拌制C30混凝土的檢測結果

2.2.3 試生產

將調整后的2號樣品機制砂用于混凝土生產，一條生產線采用原有混合砂的模式，一條生產線采用全機制砂的模式，生產一個月后的強度及標準差的對比如表4所示。

表4 C30混合砂混凝土與全機制砂混凝土28d抗壓強度對比

3 結論

（1）全機制砂細度模數宜控制在2.4～2.6之間，MB值在符合標準要求時，對于低強度等級混凝土，石粉含量可以適當提高。換一種說法就是，若把這些石粉含量作為膠凝材料總量的一部分，則全機制砂混凝土的總膠凝材料用量不應低于380kg/m3。

（2）采用先進生產線生產出來的全機制砂應用到混凝土中，混凝土的穩定性能遠優于傳統的混合砂混凝土，且標準差小，有利于質量控制。

責任編輯：劉艷萍

能工巧匠

種植屋頂排蓄水怎樣防治污染

某經濟適用房建設單位為解決停車難的問題，設計了半地下車庫，并利用車庫屋頂做綠化。車庫總平面尺寸為60 mx17m。柱距開間和進深為5．5mx6m，屋頂設計混凝土板厚為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2cm厚水泥砂漿保護層，梁側、梁頂沒有做保護，平鋪10cm厚石子，2層土工布，30cm厚素土層。在施工過程中，筆者發現屋頂的排水、蓄水和防污等問題沒有引起足夠的重視，本文即對上述問題進行探討。

1車庫屋面排水問題

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，經過土壤吸收和土工布過濾后，多余的水通過下臥石子層和梁中預留孔洞進入排水溝排走。

石子排水層與卵石排水層比較，雖然排水效果較差，但在江南地區有施工方便、取材容易和價格較低等優點。經現場比較分析，下臥排水層的石子以三層為好。粒徑2～6 cm的實鋪8~10cm就可以，粒徑4~8cm的實鋪10～12cm為好。屋面如果做找坡層則排水效果更好，本工程沒有設計找坡，屋面有積水現象。

反梁在混凝土板面標高處設排水孔，孔與孔之間未設計濾水管，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計為2mm厚聚氨酯防水涂料，防水效果尚可。但現場發現，防水涂料完成，石子排水層鋪上兩個多月后，屋頂居然沒長一根草(局部有積水)。在主體工程施工時，屋頂混凝土澆筑后不到一個月，屋頂草長得就比較旺盛(屋面有積水)。經分析可能是防水涂料有一定的污染，使草難以生長。考慮到污染問題，屋面下臥石子層內的水宜盡快排走，設計應考慮對防水涂料全部做水泥砂漿保護層，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。

3土的保水性設計

地表水和石子下臥層水排走了。植物生長所需的水分如何解決?養護澆水太多就會增加管理成本和養護成本。本工程在施工時既考慮了土的通氣、排水，又考慮了所選種植土的保水性，用當地的粉砂土加木屑和腐殖土，同時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。當然在少雨的季節，根據土壤濕度，也要適時澆水以保證草木的成活率。

屋頂綠化對增加城市綠化、改善環境、減少污染大有好處，處理好屋頂排蓄水問題，對屋頂綠化的種植、養護極為重要。 (摘自：《建筑工人》）