机制砂在预制T梁高性能混凝土中的应用探析季志鹏

季志鹏

摘 要：通过当前建筑行业建设情况可知，机制砂的应用将成为必然趋势，其生态性和经济性等方面优势较大，与此同时，在深入研究过程中，机制砂在交通建设领域的应用也越来越广泛。本文首先对机制砂的发展现状和特点进行总结，提出在交通建设行业的发展过程中，机制砂将逐步取代天然河砂成为一种可开发利用资源，然后通过剖析采用机制砂配制预制T梁高性能混凝土时的性能特征和质量控制要素，对其实践应用进行阐述，旨在为今后交通建设领域推广应用机制砂提供参考。

关键词：机制砂;高性能混凝土;预制T梁;应用

0 前言

在交通工程建设中，混凝土结构物占据了重要地位，而在混凝土配制过程中，砂、石料作为骨架结构材料，对其强度、工作性能等起到了关键作用。随着社会发展，国家基础建设投入的不断加大和持续深入，天然河砂资源越来越不能满足混凝土的生产需求，若不对开采过程加以限制，将使河流的生态平衡被破坏，面临资源枯竭的问题，在此前提下，为了稳步推进交通建设行业长足发展，机制砂的应用将成为趋势。与天然河砂相比，机制砂的石粉含量、颗粒级配、性状以及外观等存在较大差异，为了进一步提高混凝土配制的科学性，试验人员应对机制砂进行检测分析，试配调整。本文以预制T梁高性能混凝土为基础，对机制砂的应用进行阐述。

1 机制砂在我国的发展现状和特点

在我国交通工程建设规模不断扩大的前提下，混凝土用量与日俱增，天然河砂的开采也越来越多，逐渐出现破坏河道挖沙、毁田挖沙等过度开采的行为，生态环境遭到严重破坏。目前，我国很多地区都出现了河砂枯竭的问题，同时由于运输成本影响，无法长距离运输河砂，综合考虑生态性和经济性可知，机制砂的推广应用将成为必然趋势。做为一种可开发利用资源，机制砂主要有以下特点：

（1）生产工艺：在碎石生产过程中会产生很多副产品，机制砂就是其中一种，由于破碎设施和地区差异，各个料场所生产的机制砂也不尽相同;

（2）外观色泽：母材的颜色对机制砂颜色起决定性作用，如使用山石制备的机制砂主要呈黑色或灰白色等，而使用卵石制备的机制砂则主要呈黄色;

（3）石粉含量：与天然砂相比，机制砂夹杂大量石粉，一定程度上可以使混凝土的密实性、和易性得到改善;

（4）颗粒级配：机制砂的细度模数通常较天然砂大，而0.15 mm～0.6 mm筛孔的颗粒较少;

（5）颗粒性状：机制砂颗粒偏尖锐带棱角，能使水泥和骨料在混凝土拌合过程中良好结合，但因石粉含量较多，吸水量较大，会使和易性受到影响。为弥补该缺陷，应对机制砂的石粉含量和破碎设施等合理选择。

从各国研究报告可知，自20世纪60年代，发达国家已经开始对机制砂进行应用，而到70年代我国才开始研究，直到近十年，在河砂资源紧张的情况下，相关学者逐步重视起机制砂的应用。由机制砂的特点可知，与天然砂相比，机制砂在生产、级配以及外观等方面均存在差异，因此其对混凝土性能的影响也与天然砂存在差异，试验人员应根据实际情况精心设计配合比，确定机制砂品种和用量，选择合适的外加剂和掺合料，通过试配调整，使混凝土强度、工作性能等满足设计和施工要求。

目前在我国，机制砂主要应用于水利、房建等工程的中、小型构件中，而在中西部地区，如湖北、云贵等地，由于河砂资源匮乏，其对机制砂的应用更加成熟，在交通、市政工程桥梁施工中有着广泛应用基础。

2 用机制砂配制预制T梁高性能混凝土时的性能分析和施工质量控制

根据机制砂在中西部地区交通、市政工程上的实践经验，机制砂多用于桥梁墩柱、桩基等普通混凝土结构，而在箱梁、T梁等混凝土密实结构中的应用却有限，因此本文拟选取机制砂在预制T梁高性能混凝土中的应用进行分析，并辅以科学管理的方法优化配制，对施工质量加以控制，具体如下。

2.1 用机制砂配制预制T梁高性能混凝土时的性能分析

在使用机制砂配制预制T梁高性能混凝土时，主要采取如下试验检测流程。

2.1.1 原材料选择

采用机制砂对C50混凝土配合比进行设计时，应对外加剂、水泥和粗细骨料等原材料进行检测和选择，重点检测机制砂的各项指标。

2.1.2 配制方法及结果整理

依据相关规范中的配制方法和要求，对配合比进行设计和试配，制作立方体抗压强度试件，并检测硬化和新拌混凝土的物理力学性能。

2.1.3 混凝土性能分析

根据检测结果对混凝土配制性能问题加以分析。

（1）混凝土和易性与机制砂用量息息相关，在对混凝土进行配制过程中，当机制砂砂率为33%～35%，细度模数为2.6～2.9，石粉含量≤7%时，混凝土和易性最佳;

（2）混凝土的强度与砂率大小存在一定关系，当机制砂原料为石灰岩，砂率达到35%，混凝土抗压性能最佳;

（3）混凝土的强度与水灰比大小成反比，當水灰比增加时，强度会降低，当水灰比达到0.38以上，混凝土甚至会出现泌水现象。

对机制砂混凝土进行合理配制和优化，可以使其强度、和易性进一步提高。相较于天然河砂，使用机制砂配制混凝

土会导致其和易性降低，施工单位应对水灰比、机制砂用量以及石粉含量进行控制，改善和易性。在对三项指标控制过程中，不可只调整一种指标，如不对石粉含量进行控制，会导致混凝土产生收缩裂缝;如不对水灰比进行控制，会导致混凝土产生泌水问题，进而使其力学性能、耐久性能受到影响。

2.2 用机制砂配制预制T梁高性能混凝土时的施工质量控制

在使用机制砂配制预制T梁高性能混凝土时，为有效控制质量，施工单位需做到以下几点：

（1）原材料质量控制：施工单位应对配合比精心设计，考察料场并选择合适的原材料，保持料源稳定，对进场材料尤其是机制砂按照检验频率进行检验，使其规格和质量符合要求。为防止混凝土出现质量问题，还应不定时抽检，尤其要对机制砂的石粉含量和细度模数变化量进行控制，确保其误差在±0.2%范围内;

（2）材料用量和搅拌时间控制：施工单位在开工前应邀请有资质的计量单位对混凝土拌合楼称量系统进行标定并确保正常运转，选择双卧轴强制式搅拌机进行搅拌并确保各类材料用量准确。正式施工时，试验人员应提前检测机制砂含水量换算施工配合比。在对机制砂混凝土进行搅拌时，应比天然砂增加30 s搅拌时间，通常控制在90 s～120 s范围内，在施工过程中发现混凝土工作性能不满足要求需随时进行微调，确保混凝土拌合质量;

（3）混凝土浇筑质量控制：施工单位在进行T梁浇筑时，可根据实际情况，采取水平分层浇筑方式进行施工，且厚度不超过30 cm，并按两端到中间的浇筑顺序，在中间2 m～4 m处合拢施工，同时严格控制浇筑时间，一般不超过45 min。为防止混凝土出现泌水、蜂窝等外观问题，应控制振捣间距和振捣时间，加强马蹄、腹板等多筋狭窄部位的振捣。在机制砂混凝土浇筑完毕后，要及时覆膜养护，养护时间>14d。

3 结语

随着机制砂在水利、交通以及房建等领域的应用越来越广泛，对其内在质量的控制成为重中之重。实际施工时，施工单位应严格控制关键性指标，加强对机制砂的检测，并针对其特点进行数据分析和总结，确保机制砂应用的合理性。此外，在对高性能混凝土进行配制时，要体现混凝土材料和时间管理的科学性，对混凝土的材料用量、拌合浇筑振捣时间、浇筑方式以及养护时间等内容进行控制，使机制砂混凝土各项性能符合要求，确保工程质量。

参考文献：

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