淺談山砂混凝土綠色施工技術研究與應用

蘇偉 魏太堯 董天富 中國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：隨著建筑工程發展，房屋建筑質量要求越來越高，使用材料也越來越豐富，西南地區山砂應用已有多年，結果表明山砂混凝土具有良好表現，但山砂泥含量和山砂顆粒大小均對混凝土有較大影響，尤其是對山砂混凝土的影響更大。在工程實踐中，山砂混凝土施工難度較大，流動性、粘聚性、保水性低且齡期混凝土強度增長緩慢，施工工藝沒有針對山砂混凝土的諸多特點進行系統改進，造成混凝土裂縫較多，成型質量不好的問題。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方面來展開研究。

1. 工程基礎概況

漁安.安井溫泉旅游城“未來方舟”D1組團為商業、辦公項目工程。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（正負零以上高度）；7棟辦公-13+39F，H=178.1m（正負零以上高度）。

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）山砂混凝土應盡量使用商品混凝土，采用泵送垂直運輸。

2）在垂直運輸過程中應采用覆蓋、包裹、封閉、固定等措施等。

2.1.2 運輸過程中的防散落措施

1）應將運輸車輛車廂側板封閉，車頂用篷布遮蓋。

2）盡量采用商品混凝土，減少材料直接運往工地的數量。無法避免時，運輸過程中應采取嚴密的封蓋措施。

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，造成內部組成和結構不均勻的現象。通常表現為粗集料與砂漿相互分離。經研究發現，山砂混凝土離析除與攪拌方法、攪拌時間長短有關外，還與其拌合物的膠凝材料的優劣、用水量、砂石級配、外加劑摻量等關系更密切。

2.2.1 水泥

通過本次研究發現，水泥的細度越高，其活性越高，水泥的需求量越大。同時水泥細度越大，其水泥顆粒對混凝土減水劑的吸附能力也越強，極大的減弱了減水劑的效果。在實際生產中，水泥細度的下降，容易造成混凝土外加劑的過量，引起混凝土離析的現象。此外，水泥中的含堿量和水泥的存放時間對水泥與外加劑的適應性影響也很大。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，用水量嚴重超標，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，造成離析現象。這種現象嚴重影響混凝土強度，應高度重視。

2.2.3 砂、石級配

砂石骨料是混凝土中用量最大的材料，砂石料的質量直接影響混凝土的質量，砂石質量的波動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、級配變差、單一級配都容易造成混凝土的離析現象。

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

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

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

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品如引氣劑、緩凝劑、保塑劑等復合而成的多功能產品，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，但外加劑使用不當將可能導致混凝土的離析。

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內沒有充分發揮作用，而在混凝土運輸過程中不斷發生作用致使混凝土到現場的坍落度大于出機時的坍落度。此種情況極易導致混凝土的嚴重離析。

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離析現象。

2.3 混凝土離析的綠色施工管理措施

針對山砂混凝土離析的多種影響因素，本次研究人員通過反復試驗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逐漸增多，一般可達1～4m3，如果將其直接傾倒則會引起環境的污染和資源的浪費。因此本項目專門對山砂混凝土的施工余料再利用進行了研究。

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強度），適當的調整減水劑的用量。

3.1.2 在保證強度的基礎上，改用粉煤灰等摻合料的用量較大的級配比進行生產。

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

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

3.1.5 可以適當的提高砂率來調整混凝土配合比，解決離析問題。

3.1.6 可適當延長混凝土攪拌時間來控制混凝土離析現象。

3.1.7 余料回收方式

經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的石子越積越多的現象，從而實現了全程泵送水洗。

3.2 余料再利用

通過實驗結論得出，余料從施工現場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。從施工現場退回的余料，砂、石經清水沖洗，分離后曬干可進行回收，以便再利用。沖洗水待沉淀后可再利用。對于沉淀后的漿膏可以摻入骨料和水泥，生產砌塊或鋪設路磚。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

實驗發現，無論余料重新澆筑時是否已接近初凝時間，它和新料間會存在明顯的水化程度不同，從而導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體里難以均勻一致，不可避免的成為產生裂縫的新因素。實驗結論對余料混凝土的直接再利用提出了如下限制：

●余料骨料級配較新料不良

●余料和新料所用水泥不符

●余料和新料所用摻合料、外加劑嚴重不符

●余料和新料凝結時間明顯不同

●余料混凝土的強度等級低于新料混凝土的強度等級

●余料混凝土和新料混凝土流動性明顯不同

●余料生產時間和新料生產時間間隔2h以上

●新料所向的工程施工緩慢（可能會導致混凝土坍落度損失嚴重）

4. 結語

由以上研究成果表明，貴州山砂混凝土的性質頗為優良。因而在我省建設中，采用貴州山砂混凝土是可靠的。