機(jī)制砂在高性能混凝土中的應(yīng)用

許志強(qiáng)

摘要：通過(guò)試驗(yàn)并結(jié)合實(shí)際使用情況，闡述了機(jī)制砂在高性能混凝土中應(yīng)用現(xiàn)狀、作用機(jī)理。

Abstract： Through experiments and actual use， the application status and action mechanism of machine-made sand in high-performance concrete are expounded.

關(guān)鍵詞：機(jī)制砂;高性能混凝土;應(yīng)用

Key words： machine-made sand;high-performance concrete;application

中圖分類(lèi)號(hào)：TU528.31? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）10-0257-03

1? 工程概況

滬昆客專(zhuān)泄水洞項(xiàng)目為原滬昆項(xiàng)目Ⅰ類(lèi)變更工程，共 4個(gè)泄水洞。于麻拉寨隧道線(xiàn)路中心左側(cè)新增泄水洞一座，全長(zhǎng)1494m（集水廊道4個(gè)，長(zhǎng)120m）。于茅坪山隧道進(jìn)口至D1K596+300段，左線(xiàn)線(xiàn)路前進(jìn)方向右側(cè)45m新增1#泄水洞，全長(zhǎng)2390m（集水廊道11個(gè)，長(zhǎng)330m）;于茅坪山隧道D1K596+275～D1K597+100段，左線(xiàn)線(xiàn)路前進(jìn)方向左側(cè)約40m新增2#泄水洞，全長(zhǎng)823m（集水廊道3個(gè)，長(zhǎng)90m）;于茅坪山隧道D1K597+657～D1K601+350段，左線(xiàn)線(xiàn)路前進(jìn)方向左側(cè)約40m新增3#泄水洞，全長(zhǎng)3695m（集水廊道17個(gè)，長(zhǎng)510m）。

2? 地質(zhì)條件

貴州地處云貴高原東坡，海拔從數(shù)十米到兩千米，河谷深切，水流湍急，分別流入長(zhǎng)江及珠江，省內(nèi)很難存積大量河沙，這是河沙匱乏的根本原因。而且?guī)r溶地質(zhì)達(dá)70%以上，碳酸鹽風(fēng)化、溶蝕之后的天然砂、石經(jīng)長(zhǎng)距離的水流沖運(yùn)至長(zhǎng)江或珠江時(shí)，細(xì)小顆粒多已溶解、磨蝕殆盡，只有硅質(zhì)細(xì)砂存留下來(lái)，粗石塊已呈卵石狀。這種大范圍的地形、地貌、地質(zhì)特點(diǎn)，不只是國(guó)內(nèi)，國(guó)外也少見(jiàn)，如對(duì)這種笨重的材料要從兩江運(yùn)回河砂，至少是很不經(jīng)濟(jì)的，因此只能開(kāi)發(fā)利用機(jī)制砂。在混凝土中采用機(jī)制砂替換天然砂，可以有效降低混凝土的生產(chǎn)成本，改善和緩解地區(qū)性資源的緊張壓力，給項(xiàng)目降低了成本的同時(shí)節(jié)省了資源也保護(hù)了環(huán)境，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3? 機(jī)制砂的定義與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 定義

3.1.1 機(jī)制砂

各類(lèi)天然巖石通過(guò)開(kāi)采，機(jī)械加工，篩分除塵等工序后得到的公稱(chēng)粒徑小于4.75mm的顆粒狀巖石。

3.1.2 機(jī)制砂混凝土

采用機(jī)制砂替代天然砂為細(xì)骨料，與膠凝材料（水泥和礦物摻合料）、粗骨料、水以及外加劑等材料經(jīng)拌合后配制而成的混凝土。

3.1.3 石粉含量

在機(jī)制砂的加工過(guò)程中由母巖直接磨細(xì)而生成的公稱(chēng)粒徑小于0.075mm的顆粒含量，其化學(xué)成分與母巖基本相同。

3.1.4 亞甲藍(lán)

化學(xué)式：C16H18ClN3S·3H2O，是一種試驗(yàn)指示劑，通過(guò)試驗(yàn)確定機(jī)制砂中石粉的主要成分是否與母巖相同，是否存在膨脹性粘土礦物等有害物質(zhì)。

3.1.5 堿活性成份

骨料中能在潮濕等環(huán)境下與各種原材料帶入混凝土中的堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土發(fā)生膨脹、導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物開(kāi)裂甚至破壞的礦物質(zhì)。

3.1.6 壓碎指標(biāo)

按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定方法通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得機(jī)制砂抵抗破壞壓碎的能力。

3.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要參考國(guó)標(biāo)《建筑用砂》（GB/T 14684—2011）、鐵路標(biāo)準(zhǔn)《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》（TB 10424—2018）、和貴州地方標(biāo)準(zhǔn)《山砂混凝土技術(shù)規(guī)程》（DB24/016—2010），其中鐵路標(biāo)準(zhǔn)略高于國(guó)標(biāo)和貴州地方標(biāo)準(zhǔn)，貴州地方標(biāo)準(zhǔn)中未對(duì)泥塊含量、氯離子含量做出具體要求。而石粉含量各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都做了祥細(xì)的要求，可見(jiàn)石粉含量對(duì)混凝土的重要性。

4? 機(jī)制砂分類(lèi)

4.1 按化學(xué)成分機(jī)制砂分為三類(lèi)

①白云巖質(zhì)CaMg（CO3）2;②石灰?guī)r質(zhì)CaCO3;③硅質(zhì)SiO2。

采用巖相法對(duì)機(jī)制砂的母材進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析：

鏡下鑒定：礦物成份與百分比;方解石：95～97%;泥質(zhì)：3～5%;構(gòu)與構(gòu)造：不等粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石的組成：巖石主要由方解石組成。

方解石為不規(guī)則粒狀，根據(jù)粒徑分為微晶方解石和細(xì)晶方解石。其中微晶方解石占方解石的60～65%，其直徑通常小于0.01mm，與泥質(zhì)在一起分布、鮞體大小不等。大者達(dá)到3.1mm，小者一般為0.02～0.6mm之間。另一種是細(xì)-中方解石，其粒徑一般為0.02～0.2mm，最大粒徑為0.4mm，是巖石的基質(zhì)。泥質(zhì)為微小的粘土礦物，其直徑小于0.005mm，與微晶方解石分布在一起，不透明礦物主要呈細(xì)脈產(chǎn)出，脈寬0.01～0.06mm。

鑒定結(jié)論：該巖石為鮞狀微晶灰?guī)r。

4.2 按生產(chǎn)工藝機(jī)制砂分為二類(lèi)

4.2.1 自然山砂

是從山場(chǎng)上可用鋤鎬采掘下來(lái)經(jīng)過(guò)篩分分級(jí)使用的砂。自然山砂因粒度細(xì)，粘土等雜質(zhì)含量大，壓碎值指標(biāo)高，質(zhì)量很不穩(wěn)定，多用于粉刷或蒸壓灰砂磚，一般不能作鋼筋混凝土使用。