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1、机制砂加特细砂配制泵送混凝土的实验及应用廖太昌 李培安(中铁第二十局集团公司中心实验室)【摘要】 机制砂加特细砂简称混合砂,运用机制砂、特细砂各自的特点,优化组合后,成为级配良好的中砂，配制泵送混凝土和水下混凝土，其坍落度分别为100-18m、0-20mm。解决了特细砂不能用于重要的桥涵等混凝土工程以及单独用机制砂配制流态混凝土,水泥用量高,拌合物保水性差,泌水率大而引起硬化后构造物表易起水波纹等内实外不美的难题。在实际工程应用中获得了较好的经济效益和社会效益。也为我们此后在同类工程施工提供了参照资料。【核心词】机制砂、特细砂、泵送混凝土、实验、应用前言机制砂和特细砂进行优化组配，解决了单用机
2、制砂混凝土内实外不美的难题，也突破了单用特细砂不能用于重要桥梁等构造工程的规定。机制砂、特细砂，单独作为混凝土的细骨料，在缺少天然中、粗河砂的地区在一般混凝土构造中使用较普遍，但在重要混凝土构造工程及有特殊规定的混凝土(抗渗混凝土、抗冻混凝土、泵送混凝土、大体积混凝土、高强混凝土)受到限制。机制砂受生产设备以及岩石材质质量的影响,不仅颗粒粗糙、比表面积大，并且颗粒级配不良，重要是1.2-5.00mm超过规定原则，0.08.如下石粉含量较高，配制的混凝土拌合物保水性差，泌水率大，工作性差，不便于施工。往往要靠增长水泥用量来改善其工作性；混凝土硬化后构造内部形成较为微小泌水通道,使混凝土强度、耐久
3、性减少;并且初期收缩增大,混凝土硬化后其表面水波纹严重,影响混凝土构造物的感观质量。而特细砂作为混凝土的细骨料,根据GB1965特细砂混凝土配制及应用规程规定:特细砂宜配制低流动性混凝土,其坍落度不不小于3cm。特细砂级配较差，空隙率大（比一般中、粗砂大1-15)，比表面积大(比一般中、粗砂约大两倍)，并且含泥量也较高。为满足设计规定,混凝土配合比设计时，一般都以增长水泥用量来解决。这将加大混凝土的水化热,对大体积混凝土不利；特细砂混凝土拌合物,粘滞度比中、粗砂大得多，泌水率大,工作性较差，为满足工作性规定,需增大用水量,这又将导致混凝土硬化后构造物内部中形成泌水通道，减少混凝土的耐久性。因此
4、,将机制砂和特细砂配制成级配良好的中砂,运用机制砂、特细砂各自的特点，配制流态混凝土,具有较好的应用前景。2工程概况重庆至怀化铁路工程（简称渝怀线)是国家西部大开发战略拟定的十大重点建设项目之一，属国家级干线铁路。我局承建的两昌河特大桥位于重庆市江北区唐家沱镇，为重庆枢纽渝怀线引入工程。三跨两昌河，全长1234.m,梁为24+3232+524m简支梁,2台38墩，有明挖扩大基本、直径1.5m钻孔桩和挖孔桩,墩身最高为68m，该特大桥是渝怀线重点控制工程之一。按照该桥施工组织设计,主体工程从5月15日月5日共22个月完毕主体施工任务。主体工程混凝土为3.万m3,所有采用泵送混凝土施工。3泵送混凝
5、土对原材料的规定泵送混凝土施工，规定混凝土具有良好的可泵性，即混凝土拌合物在泵压作用下，能持续输送而不产生离析的性能。可泵性良好的混凝土，具有良好的粘聚性,泌水率小,保水性好，不易离析。影响可泵性的因素：一是胶凝材料的多少,二是粗细骨料的品质所决定。根据TB110-规定,泵送混凝土的最小水泥用量(含掺合料)为300/m3，细骨料宜选用中砂,粒径不不小于0.31mm颗粒所占的比例宜为152%,砂率宜为35。粗骨料的最大粒径应与所用输送管径相适应,碎石的最大粒径与输送管内径之比不适宜不小于3,卵石不适宜不小于12.5。机制砂加特细砂的优化组合41 机制砂由于两昌河特大桥工程所在方圆200公里内无天
6、然中粗砂,只有特细砂和用石灰岩加工的机制砂,筛分实验见表1。机制砂筛分实验成果 表筛孔尺寸（ m)10.5.002.01.250.630.3150.160细度模数原则规定值（)001015036007565080100实际筛分值(%)0162589953从表1可以得知，机制砂级配不良，1.2mm以上严重超过原则规定值,若直接用于泵送混凝土配合比,砂率将超过0%，2.5000mm颗粒将导致骨料总比表面积加大,因此，混凝土配合比必须加大水泥用量才干满足设计强度及施工工艺规定。.2细砂细度模数 至1.5.7或平均粒径在0.2 mm如下的称特细砂; 特细砂级配较差，孔隙率大,比表面积大,含泥量也较高,
7、筛分实验成果见表2。特细砂筛分实验成果 表2筛孔尺寸（ mm）.02.1250630.315.1600.160细 度模数M分计筛分值(%).4018.69.8.012合计筛分值()0015.03.02.000从表2得知03mm以上的颗粒含量很少,仅为5%。若直接配制泵送混凝土,不仅要加大水泥用量才干满足强度规定,并且还要增长较大用水量才干满足工作性规定。但是，由于特细砂固有的特性,配制流动性混凝土，必将导致收缩开裂,特别是大体积混凝土;水灰比加大，水化热也随之升高，导致混凝土内布极易产生温度裂缝，加上外部收缩裂缝,大大减少混凝土构造强度及耐久性，由此可见,特细砂不适宜配备流动性混凝土。4. 优
8、化组配方案根据表1、2筛分实验成果，将它们按一定比例进行优化组配,计算公式如下: Ai混 Ai机 a Ai特（0a) 注: Ai混机制砂+特细砂(混合砂). Ai机机制砂 Ai特特细砂 a-机制砂所占比例 i=16. 计算实例：(1）0%机制砂+3的特细砂1混 =1机07+A1特0.=60.0.=1A混 =A2机0.7+A特0.3=420+03=29A3混A3机0.7+特0.3=750.+10.353A混 =A4机0.7A4特.382050.3=9A混 =5机0.7+5特.39107+30.3=71A6混=A6机0.A6特0.3950.7+9.3=9 细度模数:MX=2.8() 0%机制砂+4
9、0的特细砂A1混 =A1机06+A1特04=160.6+0.4=10A混 =A机0.62特0.4=42.+04=2混=A3机0.6+A3特.=75+ 1.4454混 =4机0.6+A特.480+50=5A混 =A机0.6+A5特04=9.6+230.=64A混 =A机06A6特0.456+920.4=94 细度模数： X=2.5（3） 50%机制砂+0%的特细砂1混 =A1机0+1特0.=160.+00.5=9A2混 =A2机0.5A2特0.5=20.500525混= A3机.5A特.5=70.5+ 0.5=4混 A机0.5+A4特0.=820.5+5.=4A混 A机0.5+A特0.5=910
10、.5+230.5=57A6混 6机05+A6特05=9505+920.=9 细度模数: =2.3()4%机制砂+0%的特细砂A混 =A1机0+A1特06=1604+0.66A混=2机0.4+A特06=40.4+06=1A3混= A3机04+A3特0.6=7504+ 106=14混 =A4机+特06=820.450.6=365混=5机.+A5特.60.4+23.60A混 =6机0.4+6特.6=95.4.6=3 细度模数: MX=2.1将（）(2）(3)（4)计算成果列于表3计算成果汇总表 表3项目原则规定值（JGJ529)合计筛余百分率(）筛孔尺寸(mm）（)（2)(3）（4）5.001001
11、0101192.5053552551529252117.2356510502553453831.6378411405144360.31580970255571457.1001009100100949443细度模数/2.8.52.32.类 别/中砂中砂中砂细砂级配状况/不良良好不良不良从表3成果分析(1)（）(4）组级配不良，(）组级配只有015稍差某些，将(2)进行实际组配筛提成果列表4。机制砂加特细砂（600)筛分实验成果 表筛孔尺寸（)02.01.20.6331.1600.160细 度模 数分计筛分值(%).69.02014.019.023.2.2合计筛分值（%)9.0803.052.71
12、094.0100.0通过理论计算与实际筛分可以看出，其成果基本是一致的,细度模数均为2.5，实际筛分0.315m颗粒所占百分率满足泵送混凝土规定。5混凝土物理性实验.1 细骨料：a：机制砂特细砂（703）,细度模数，堆积密度180kg/，含泥量为.6%,结实性指标为4.3%,有机质含量符合规定。b：机制砂特细砂(604）, 细度模数2.5，表观密度50kg/m,堆积密度60km3,结实性指标为4.5%,有机质含量符合规定。C：机制砂特细砂(5050），细度模数2,表观密度260 k/3,堆积密度1620k/m3，结实性指标为4,有机质含量符合规定。d：机制砂-特细砂（400), 细度模数2.1，属细砂,不作实验安排。5粗骨料:本地产碎石,40m持续级配,压碎值为9.0，针片状含量为.1，结实性指标为4.%。.3水泥:重庆江津产地维牌32.一般硅酸盐水泥。5.4 掺合料:重庆江津珞璜电厂产级粉煤灰,各项指标满足B14692原则规定.5 减水剂:
