机制山砂混凝土质量控制

汪余

（遵义通立建材商贸有限公司，贵州 遵义 563000）

0 前言

山砂，主要是云、贵、川等地对机制砂的称谓。随着经济内循环及环保要求，对山砂的需求量加大。而山砂来源广泛，可由青石、石灰岩、花岗岩、玄武岩、辉绿岩等石头加工而成，但不包括软质岩、风化岩、煤矸石等，经粗碎、细碎、制砂、筛分等几道工序加工而成，已在公路、铁路、水利、房屋建造领域广泛应用。其获取成本低，利用受国家政策扶持。山砂主要使用地区为云、贵、川地区，由于环保及可用于生产的天然河砂匮乏，为适应社会发展，因地制宜就地取材，山砂生产行业受生产技术水平、设备限制，以及矿山岩石种类夹泥层等影响，质量参差不齐，相关的质量控制及生产标准滞后，或者说根本没有，造成成品山砂质量波动较大。主要特征为 5～3mm 含量超过级配范围，1.25～0.16mm 级配不足，颗粒形状多棱角、不规则，针片状超标，筛底石粉及含量不足或者超标，石粉含粉和含泥量受生产工艺及环境天气以及岩层分布影响较大。山砂配制混凝土特点：随砂级配及石粉、泥粉含量波动，影响混凝土和易性。极易造成混凝土坍落度损失过快，增加需水量，混凝土粘稠、收缩大或混凝土和易性差、抓底、离析等，从而严重影响混凝土质量及强度。针对山砂的特点及其在生产中实践，本篇对山砂、山砂混凝土的配制要点和质量控制措施等论述。

1 原材料质量控制

1.1 水泥

水泥对机制山砂混凝土的稳定性、可泵性也是有很大的影响。根据大量建筑工程的实践经验,优先选用大厂旋窑生产的水泥，其品质均匀稳定、富余强度高、质量好，且符合国家制定相应的水泥标准。

1.2 砂

机制山砂质量对混凝土拌合物和易性和泵送性的影响较大。混凝土能不能在泵管中顺利均匀流动，多是受山砂骨料细度及颗粒形状，针片状、石粉含量变化影响，因而要求山砂要具有良好的级配。并符合 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》的相关规定。加强对砂石生产供应商产品质量及质量风险控制，从矿山岩层的选择、生产工艺的优化、设备的特性、筛孔尺寸、进料粒径等控制，一般建议允许山砂细度波动范围控制在±0.2 之内，5～3mm 筛孔颗粒含量控制在 10% 以内。通过 0.315mm 筛孔的砂不应少于15%，且具有良好的连续粒级，石粉及含泥量应符合DB 24/016—2010《山砂混凝土技术规范》的有关技术指标（见表 1、图 1）。

表 1 山砂颗粒级配分布

图 1 山砂最佳级配曲线

1.3 碎石

碎石的粒径大小、颗粒形状及针片状含量会影响混凝土混合物的泵送性能。依照 JGJ 52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》，粗针片骨料应采用不同连续性骨料级次搭配，针片骨料颗粒大小不宜大且含量不得大于 10% 以上。选用颗粒连续性好，标称颗粒直径 5～31mm 碎石压碎值≤10%，泥质颗粒含量一般≤0.8%，含泥块量为≤0.3%。

1.4 混合材料

在泵输混凝土掺加外加剂和粉煤灰，对拌合物提高可泵性非常有利，可以降低混凝土拌合物离析和泌水的风险。增强混凝土的和易性，同时也可节省水泥的使用。采用高效减水剂、膨胀剂等外加剂，添加必须符合配合比设计的要求。

2 山砂混凝土配合比设计

想要确定混凝土配合比必须确定胶凝料用量、砂率、水胶比与外加剂用量。

2.1 胶凝材料用量

因为山砂的质量比河砂的质量差，所以在制备相同强度的混凝土时，山砂混凝土胶结材料的总量大于河砂混凝土胶结材料的总量。但是受山砂石粉含量的影响减少或增加掺和料用量，保持总的水胶比不变。

2.2 水胶比

根据混凝土的设计强度和耐久性要求，合理确定水胶比。在相同的砂率下，水胶比的增大，会增大混凝土的流动性，但会降低强度。单位用水量过量时，会造成混凝土离析、砂石分离。为了而满足高强度和良好耐久性的要求，需要较低的水和外加剂的比率，但是如果使用低水胶比，难以获得大的流动性，因此有必要添加高效的减水剂和粉煤灰来改善混凝土的流动性和强度。

2.3 砂率

选择合理砂率应考虑水胶比，碎石最大粒径和山砂级配，针片状含量、MB 值以及混凝土的坍落度。当石粉在山砂的比例较大时，应该使用较小的含量胶材。随着砂石粉含量减少，3～5mm 级配的增加，混凝土的总表面积和空隙率增加，覆盖砂的水泥浆变薄，并且砂粒之间的摩擦阻力增大，应适当增加胶凝材料。当粉体含量高时，混凝土粘度大、流动性低，因此有必要通过试验确定最佳砂比。在保证混凝土和易性良好的情况下，应尽量选择较小的砂率，以保证混凝土的弹性模量和干燥收缩，同等条件时，原料技术要求山砂混凝土要比普通混凝土砂率大 5%～10%。

2.4 集浆比

首先要对矿质混合料进行组成设计，才能够配制山砂混凝土。需要确定密级配集料，使混合料结构的摩擦力、嵌挤力大，并且将集浆比提高，可以使混凝土强度增大，减少其收缩。选用合适的集料配制混凝土时，可将集浆的体积比固定为 65:35，使配制效率增加。

3 混凝土生产控制措施

（1）山砂混凝土对山砂细度模数、级配、石粉含量及砂率的变化比较敏感，生产前须进行生产设备的检查及计量设备的零点校验，严格控制计量误差。

（2）开盘前对山砂含水率，含石率、MB 值进行测定，并根据含水量、含石量、MB 值及浇筑部位、浇筑进度、路程远近及时调整生产配合比及外加剂掺量。山砂级配不好、砂率选择不当、石粉偏多或者偏少、用水量偏高，外加剂过量或偏低等应及时调整配合比。

（3）生产过程中加强原材料巡检。不同生产厂家的山砂应分别堆放，同一生产厂家的山砂细度模数变化范围不应超过±0.3，石粉含量变化范围不应超过±2%，每车出料口目测混凝土状态，增加坍落度、扩展度的检测频率。并根据变化及时调整配合比。

4 混凝土现场浇筑控制措施

施工时，针对山砂、碎石等地方材料性能不完全稳定等因素，重点采取以下技术措施：

（1）前场人员了解工地浇筑部位情况，是否具备浇筑条件。

（2）浇筑混凝土时，对浇筑混凝土施工班组专门工程技术交底。有序合理振捣，防止漏振、欠振和过振

（3）前场服务人员监控混凝土质量，混凝土必须均匀、无离析。前场人员根据混凝土出泵情况、坍落度大小、和易性及时反馈信息。由于材料的波动引起坍落度损失过快，前场人员应及时外掺外加剂调整，制止任何人随意向混凝土加水。

（4）督促施工方加强混凝土前期养护，山砂中石粉含量较高、早期收缩较大，混凝土浇筑后应及时保湿养护。

5 结论

由于山砂受材料及生产工艺的影响等，山砂颗粒形状差、针片状含量多、石粉的含量高低会对混凝土需水量造成影响，继而影响到混凝土综合性能。在生产中必须严格控制山砂石粉的含量以及各材料的质量，分析配制过程的关键环节和各材料相互之间的适应程度才可以将混凝土质量提高。