混合砂在大体积混凝土中的应用探讨

朱振鹏

摘 要：本文结合笔者多年的研究实践，将山砂与机制砂混和，通过混凝土配合比设计及试验，调整二者的搭配比例，改善混合砂的级配，从而使混凝土各项工作性能不致下降，并顺利完成大体积混凝土的施工，以供参考。

关键词：混合砂;大体积混凝土;实践应用

前 言

混合砂是由机制砂和山砂按一定比例混合制成的砂。天然山砂的自身主要特点：目前某地的天然山砂一般是细砂，细度模数为1.5～1.7，细粉偏多。机制砂的自身主要特点：目前生产的机制砂一般是中粗砂，细度模数为 2.9～3.6，含有一定量的石粉，颗粒级配相对稳定，可利用筛网调整机制砂的颗粒级配。在同等条件下配置混凝土与同条件的混合砂相对比，用机制砂配置出混凝土的特点是坍落度偏小、和易性稍差、混凝土易泌水，特别在水泥用量少的低强度等级混凝土中表现明显。

根据混合砂的特点进行混凝土配比设计，可以通过调整砂率以及机制砂的掺量，配制出和易性良好的混凝土。混合砂适用于普通混凝土配合比设计规程，最适合配制混凝土的混合砂细度模数为2.6～2.8，级配为2区。利用混合砂配置混凝土时，混合砂对外加剂的反应比天然山砂敏感。合理调整混合砂比例，可使混凝土密实度大、抗渗和抗冻性能好，其他物理力学性能以及耐久性均能达到设计使用要求。

1.原材料的选择及性能研究

1.1原材料的要求及选择分析。（1）水泥。水泥的强度等级要求在P·O42.5以上，不得使用过期或者受潮结块的水泥，不得将不同品种或不同强度等级的水泥混合使用，优先采用水化热低的水泥。考虑商品混凝土生产限制，混凝土试验使用某公司生产的P·O42.5 水泥，密度3.12g/cm3，标准稠度用水量26.6%，初凝时间210min，终凝时间275min，3d 抗折强度 5.1MPa，3d抗压强度25.4MPa，28d抗折强度7.7MPa，28d抗压强度51.2MPa。（2）砂。采用中砂，含泥量≤3.0%，泥块含量≤1.0%，泵送混凝土砂率在38%～45%之间，夏季在堆放区进行覆盖。（3）碎石或卵石。粒径在5～31.5mm之间，含泥量≤1.0%，泥块含量≤0.5%，针片状含量≤10%，最大粒径≤31.5mm。（4）水。使用符合国家标准的生活用水。（5）掺合料。为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺合适量二级以上粉煤灰。（6）减水剂。根据设计和施工的要求，为降低混凝土的水化热以及提高补偿收缩增加混凝土的抗渗性能，确定采用聚羧酸减水剂。该减水剂掺量1.8%，減水率23%。（7）膨胀剂。按设计要求膨胀剂用量按胶材8%掺合[1]。

1.2配合比的主要参数要求分析。（1）坍落度140～180mm;（2）最大水灰比为0.55;（3）砂率为38%～45%;（4）地下室基础底板的初凝时间为6～8h，终凝时间为12～14h[2]。

1.3混合砂搭配试验分析。从技术观点出发，机制砂掺量多少不应是随意的，最终应当使混合砂的细度为中砂，颗粒级配属2区。因此机制砂掺量多少是由机制砂和山砂的细度和级配所决定的。工程所用机制砂经工艺水洗，石粉含量极少，在配合比设计时可忽略石粉的影响。经过对机制砂和山砂筛分数据分析，并对机制砂和山砂按不同比例进行掺配混合，最终选定45%机制砂和55%山砂搭配成混合砂级配最优。

2.混合砂混凝土配合比设计

（1）通过分析对比过去在其他工程的使用经验，粉煤灰级别采用二级，考虑掺加膨胀剂的原因，粉煤灰掺量选择为20%，砂率适当提高选择为42%。（2）经试验未掺加外加剂时初始用水量为226kg，按减水率23%计算，初始用水量为174kg。（3）分别选择水胶比0.46、0.48、0.50、0.52、0.54进行试验[3]。

3.大体积混凝土工程施工过程控制

大体积混凝土的施工工艺要求比较高，在施工过程中需防止因混凝土水化热产生温度应力裂缝，以及混凝土坍落度波动较大产生的收缩裂缝。

3.1现场准备工作。工程现场负责人提前联系施工用电，从而确保混凝土振捣及施工照明用电的情况。此外，现场管理人员、施工人员和后勤人员负责昼夜排班，坚守岗位，各司其职，确保混凝土连续浇筑顺利完成。浇筑混凝土时要注意预埋测温管和保温所需要的塑料薄膜，并提前准备好各种材料。

3.2技术交底的要求。首先是施工与运输的准备工作。要配置两台混凝土输送泵和1台备用，拟定配置12台混凝土运输车负责混凝土的运输工作。其次是施工现场勘查与安排。混凝土供应的连续性也是确保混凝土施工质量的一个重要环节。施工前，明确现场内外的行车路线、出入通道，同时设专人负责混凝土罐车的协调指挥疏导工作，保证混凝土供应的畅通。再者是制定浇筑工艺。浇筑混凝土时，根据泵车输送管的长度，划定每台泵车负责的区域。浇筑时先在一个部位进行，直至混凝土达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。这种浇筑方法能较好地适应泵送工艺，使每车混凝土都浇筑在前一车混凝土形成的坡面上，确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间，且便于混凝土覆膜养护。在浇筑过程中，混凝土振捣是一个重要环节，必须严格按照操作流程执行。为了确保混凝土的密实性，需做到快插慢拔，快插是为了防止上层混凝土振实后而下层混凝土内气泡无法排出，慢拨是为了混凝土能够填满震动棒所造成的空洞。混凝土浇筑时设专人配合预埋测温管。测温点为混凝土面层下50～100mm处。测温管应与钢筋绑扎牢固，以免位移或损坏。每组测温线有2根（即不同长度的测温线）在线的上段用胶带做上标记，便于区分深度。测温线用塑料带罩好，绑扎牢固，不得使测温端头受潮。测温线位置用保护木框作为标志，便于保温后查找。测温工作应连续进行，当混凝土强度达到要求后，并经技术部门同意后方可停止测温。测温时发现混凝土内外温差达到 25℃或温度异常，应及时通知技术部门和项目技术负责人，以便及时采取措施。测温采用液晶数字显示电子测温仪，以保证测温及读数准确。混凝土收面应使用平板振动器来回振动两次，收面工序应做到“三压三平”，先按板面标高用板揪板拍压实，长刮尺刮平，再在混凝土初凝前用滚筒碾压数遍，滚压平整，最后在终凝前用木抹子打磨压实、抹平，以防混凝土表面出现裂缝。但应控制环境温度对混凝土的影响，一旦环境温度过低，与混凝土表面温差值大于25℃时，则应放弃碾压，改为覆盖布袋进行保温养护[4]。

3.3大体积混凝土的施工。施工工艺为：泵车试运转→商砼站供货→实验室开盘技术员及生产部操作员核对生产配合比、开盘鉴定，混凝土运输单→取样检测混凝土和易性并成型出厂留样样品→输送与混凝土同配合比水泥砂浆润滑输送管内壁→输送混凝土→分层浇筑→振捣→抹面→扫出浮浆、排除泌水→养护→成品保护。此外还要注意一些问题：浇筑前对浇筑点进行洒水降低混凝土的初始温度;配备充足的搅拌车和泵车等;减少泵管铺设距离和弯头数量，检查管道内部是否有杂物，检查管壁和泵管接头;浇筑混凝土时预埋的测温管和保温随需塑料薄膜等提前准备好;各施工段之间施工缝严格根据设计要求和相关规定进行处理;检查现场坍落度，检测频率每个工作班必须超过4次，实测坍落度与要求的标准在20mm以内，一旦发现问题要及时解决;浇筑前要用塑料布将易被污染的竖向插铁进行遮挡保护，浇筑过程保证钢筋位置正确，一旦发生位移要及时调整;防止重物冲击模板。

4.结束语

综上所述，混凝土施工生产使用混合砂不仅是可行的，而且具有显著的综合效益。混凝土配合比设计时，必须针对混合砂的特点，在满足用砂性能指标的前提下，通过用水量、砂率配比调整与矿物掺合料技术进行配合比设计与性能优化，同时兼顾施工的各个环节，才能满足施工要求。

参考文献

[1] 林东.大体积混凝土施工中产生裂缝与防治[J].广东建材，2012，2（11）：2.

[2] 谭平.大体积混凝土在日出东方酒店工程中的应用[J].浙江建筑，2015，2（2）：5.

[3] 杨尚东.某骨科病房楼工程超长结构大体积混凝土无缝施工[J].商品混凝土，2013，2（11）：4.

[4] 许艳朝.大体积混凝土工程施工的控制措施[J].河北工程技术高等专科学校学报，2010，12（12）：5.