機制砂在混凝土中應用需注意的問題

機制砂在混凝土中應用需注意的問題1

機制砂的特點機制砂顆粒形狀棱角多，表面粗糙不光滑，粉末含量較大。機制砂生產(chǎn)過程中要產(chǎn)生一定量的石粉，這是機制砂和天然砂最明顯的區(qū)別之一。這里所稱的石粉，不是一般碎石生產(chǎn)企業(yè)所稱的“石粉”、“石末”（這是生產(chǎn)碎石的尾礦，一般為粒徑小于5mm的混合物，實際是機制砂的級配范疇）。石粉的定義是：機制砂中粒徑小于75μm，且其礦物組成和化學成分與被加工母巖相同的顆粒物質。石粉與泥粉有根本的區(qū)別，從細度角度講，經(jīng)測試表明，小于75μm的石粉顆粒分布主要集中在16μm以上，而泥粉的粒徑一般小于5μm。泥粉可在集料表面形成包裹層，妨礙集料與水泥石的粘結，因此泥粉對混凝土是有害的，必須嚴格控制其含量。機制砂中的石粉，一方面使砂的比表面積增大，增加用水量，但另一方面，有適量石粉的存在，可完善混凝土特細骨料的級配，以及細小的球型顆粒產(chǎn)生的滾珠作用等，會改善混凝土的和易性，提高混凝土的密實性，進而起到提高混凝土綜合性能的作用。

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機制砂存在的問題

2.1石粉含量問題機制砂生產(chǎn)的石粉含量與母巖機械物理性能和砂的級配分布取向有直接關系，對于細度模數(shù)的要求和石粉含量的限制相互矛盾，控制石粉產(chǎn)生的比例，則細度模數(shù)過大；控制細度模數(shù)，又產(chǎn)生超量的石粉。從各地機制砂生產(chǎn)的大致情況來看，未經(jīng)處理的機制砂石粉含量一般為10%～18%。這個范圍遠遠超出了《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》JGJ52規(guī)定的機制砂的石粉含量。2.2石粉除粉處理

對于機制砂超量石粉的處理方式，一般采用水洗法和風選法兩種除粉方法。分離出去的物質并非只有石粉，還含有0.15mm、0.3mm、0.6mm級甚至更大的顆粒，嚴重地破壞了機制砂的自然級配，不利于達到集料的最大密度，水洗法除粉尤甚。從實踐生產(chǎn)應用來看，生產(chǎn)機制砂過程中的水洗除粉處理，破壞細集料的原級配，同時消耗大量的水，一方面制砂成本增加，另一方面給環(huán)境造成不良影響。有些地區(qū)水源無從解決，要求對機制砂進行水洗也是不現(xiàn)實的。因此，機制砂廠對超量石粉最有效的處理方式應為風選除粉，這也是目前市場上應用最廣泛的?？紤]風選生產(chǎn)成本和各應用企業(yè)對石粉含量的控制，風選處理后的機制砂一般含有5%～10%左右的石粉。為了保證機制砂生產(chǎn)車間的正常生產(chǎn)和保護社會環(huán)境、減少環(huán)境污染，在機制砂風選除粉后一般增加“預加水”工藝，使機制砂處于潮濕狀態(tài)。2.3機制砂含水率

不同生產(chǎn)單位、以及同一生產(chǎn)單位不同時期或不同操作員工生產(chǎn)的機制砂含水率有一定的差別，含水率的大小將會影響機制砂的堆積狀態(tài)，其含水率對機制砂松散堆積密度和緊密堆積密度的影響見表1。從表1中可以看出：（1）隨著機制砂中含水率的增加，其松散堆積密度和緊密堆積密度先降低，當含水率在3%～5%之間時，其松散堆積密度和緊密堆積密度變化不大，當含水率超過7%后，其松散堆積密度和緊密堆積密度明顯增加，且變化幅度較大；緊密堆積密度與松散堆積密度兩者差值先增加后降低，且含水率在3%～5%之間時，達最大值。（2）含水率對機制砂堆積狀態(tài)影響較大，當無水存在時，由于不同粒徑顆粒的容重不同，易造成機制砂的堆積狀態(tài)發(fā)生變化，產(chǎn)生分層離析，造成不同部位處顆粒級配和細度模數(shù)相差較大，且堆積場地越大越明顯；隨著機制砂中含水率增加時，其堆積狀態(tài)發(fā)生變化，當含水率在3%～5%之間時，其機制砂的堆積狀態(tài)最好，不同部分的顆粒級配和細度密度相差不大；當機制砂中含水率超過7%后，其堆積狀態(tài)明顯變差，特別是含水率大于9%時，堆積體的下表面水分過多和石粉含量明顯增多，堆積體的上表面比較干燥及大顆粒偏多，堆積體的內(nèi)部下面含水率明顯增多，從而造成不同部位機制砂的顆粒級配、細度模數(shù)和石粉含量不同，最終導致機制砂在混凝土生產(chǎn)過程中難以控制。

2.4根據(jù)MB值合理控制機制砂石粉含量

《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》JGJ52對機制砂石粉的限量，是根據(jù)機制砂的亞甲藍試驗MB值確定，亞甲藍MB值檢驗或快速檢驗是用于檢測小于75μm的物質主要是石粉還是泥土的試驗方法。由于不同地區(qū)泥粉成分及其中的雜質含量差別較大，使用亞甲藍MB值檢驗或快速檢驗進行檢測時，其試驗結果會相差很大，從而使不同地區(qū)利用此方法控制石粉的含量受到很大的影響，應當根據(jù)各地原材料情況具體分析。以山東濟南市的某機制砂廠的機制砂為例，摻加當?shù)啬喾?，進行了亞甲藍MB值的試驗，其試驗結果見表2和表3。從表2和表3中可以看出：當泥粉含量（占機制砂總量）相同時，石粉對亞甲藍MB值基本無影響；當石粉含量不同時，隨著泥粉含量的增加，其亞甲藍MB值逐漸增大，且摻量越高變化越明顯。根據(jù)標準對亞甲藍MB合格值的規(guī)定，結合表2和表3的試驗結果，試驗機制砂中的含泥量應控制在1%（占機制砂總量）之內(nèi)。

因此，機制砂生產(chǎn)時，應根據(jù)亞甲藍MB值和石粉總含量，合理調(diào)整控制機制砂的石粉含量；使用機制砂時，應根據(jù)機制砂的MB值和石粉含量，對混凝土配合比各材料用量做出適當調(diào)整。

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機制砂在混凝土應用中質量控制措施3.1嚴格控制機制砂生產(chǎn)質量

我國幅源遼闊，全國各地的機制砂因礦產(chǎn)原料、加工工藝、破碎加工設備等不同，其顆粒形狀、粒級分布、石粉含量等都會有很大的差別。機制砂的質量必須嚴格滿足行業(yè)標準的技術要求，使用者應要求機制砂生產(chǎn)企業(yè)重視質量，機制砂生產(chǎn)企業(yè)也完全能夠改進技術措施并滿足行業(yè)標準對砂的質量要求，這是機制砂比天然砂有質量保證的一個優(yōu)勢。但如果按老習慣不講質量要求，這也是機制砂的一個劣勢，因為全國天然砂的質量區(qū)別不大，使用者一般都有經(jīng)驗，而機制砂質量差別較大，使用缺乏經(jīng)驗。機制砂生產(chǎn)有一定的規(guī)模大小，有固定的生產(chǎn)場地、生產(chǎn)工藝和制砂設備，其產(chǎn)品的質量是完全能夠控制和穩(wěn)定的，所以提高機制砂生產(chǎn)者的素質，提高機制砂生產(chǎn)企業(yè)的要求是必要和可以實現(xiàn)的。例如行業(yè)標準明確提出了供貨單位應提供砂產(chǎn)品合格證及質量檢驗報告，機制砂的生產(chǎn)者和使用者都應堅持執(zhí)行標準中的這一規(guī)定，通過提供和索要產(chǎn)品合格證，促使機制砂企業(yè)建立質量保證體系，明確和落實生產(chǎn)者的產(chǎn)品質量保證體系，明確和落實生產(chǎn)者的產(chǎn)品質量責任，然后，再由使用者進行現(xiàn)場復試，使機制砂質量得到有效的保障和提高，混凝土質量也就進一步得到保證和落實。

3.2混凝土配合比調(diào)整

與天然砂相比，機制砂的質量可以通過生產(chǎn)企業(yè)進行控制和調(diào)整，但是其質量還會出現(xiàn)一定的波動，如果在混凝土配合比設計中不考慮這些因素的變化，將會對混凝土拌合物的工作性能和硬化混凝土的性能產(chǎn)生一定的影響。因此，使用機制砂進行混凝土配合比設計時，需要對配合比設計思路進行優(yōu)化，使各種原材料用量作一定的調(diào)整。從目前機制砂在混凝土中的實際生產(chǎn)應用來看，機制砂易出現(xiàn)以下幾個方面的質量波動，影響其在混凝土中的應用，如細度模數(shù)偏高或偏低、顆粒級配較差、石粉含量不穩(wěn)定、泥粉含量不確定、含水率波動較大等。為了保證混凝土的質量穩(wěn)定，需對機制砂使用中存在的問題進行必要的檢測，并對混凝土配合比進行適當?shù)恼{(diào)整。（1）當機制砂細度模數(shù)偏高或偏低時，應通過調(diào)整砂率，即增大或減小砂率，并應適當調(diào)整膠凝材料的用量，以及在試驗室做混凝土試配進行驗證；（2）當機制砂顆粒級配較差時，特別是機制砂中的“中砂”較少，“粗砂”和“細砂”（粗、中、細砂根據(jù)顆粒粒徑大小分）較多時，對混凝土拌合物的工作性能影響特別敏感，這是混凝土生產(chǎn)者很難解決的問題，通常情況下，大部分生產(chǎn)者是增加膠凝材料的用量，并適當調(diào)整粗集料的用量，或者通過與天然砂進行搭配使用，但調(diào)整后的混凝土拌合物狀態(tài)一般；（3）石粉含量波動較大時，通常情況下，大部分混凝土生產(chǎn)者都把它當作細集料使用，很少調(diào)整膠凝材料的用量及外加劑的摻量，但由于石粉的顆粒粒徑與水泥等膠凝材料接近，考慮石粉的特點，在混凝土配合比設計中，可把石粉作為膠凝材料重新計算配合比，且外加劑的摻量應作出一定的調(diào)整，同時，石粉用量應在機制砂中扣除?？墒牵趯嶋H生產(chǎn)應用中，石粉含量波動較大，如何根據(jù)石粉含量的變化及時調(diào)整混凝土配合比是至關重要的問題，這需要各混凝土生產(chǎn)者需要大量的試驗工作經(jīng)驗和一定的實際應用基礎；（4）泥粉含量的多少是當前很多混凝土生產(chǎn)者最頭疼的問題，他們根本不知道泥粉含量到底有多少，以及泥粉含量多少對混凝土質量的影響有多大，都是一個模糊的概念，他們共同認可的觀點是：泥粉多將嚴重影響混凝土質量，所以，正確認識泥粉的存在是一個至關重大的問題，我們要分清泥粉和石粉對混凝土各種性能的影響大小