浅析灰岩加工机制砂质量控制及在高性能混凝土中的应用

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1、浅析灰岩加工机制砂质量控制及在高性能混凝土中的应用中铁二局第四工程有限公四川610300摘要：随着机制砂应用越来越广泛，机制砂拌制混凝土所需胶凝材料较河砂多、优质洁净的母岩、机械设备选用和生产工艺控制对机制砂质量的影响、最佳石粉含量使机制砂混凝土物理与化学性能达到最佳状态以及在机制砂应用过程中出现的一些问题也越来越受到关注。木文通过对机制砂的特性分析，从母料、牛产设备、生产工艺的选取与施工实践中总结了灰岩加工机制砂的质量控制,分析了石粉含量对机制砂混凝土的影响，并提出了确保机制砂的最佳石粉含量的机制砂掺配法。关键词：机制砂，加工牛产，石粉，质量，高性能混凝土，掺配法1・前言我国每

2、年砂石使用量大约在50亿吨，是所有产品中重量最大的产品。一方面，天然砂的大量使用，说明经济发展快、在建项目多，从而造成资源的急剧减少，甚至到了枯竭的程度，另一方面也要考虑环境保护的需要和经济效益。由于贵州地处山区受地域限制，河砂资源缺乏，若从外地调运，每方砂的运费就高达数百元。但因沿路隧道所占线路比例较大，开挖隧道产牛大量优质弃磴，为节约成本、保证绿色施工，因地制宜采用开挖的弃磴为石料加工成机制砂。此举既保障了施工的原材料砂石的供应，乂大大降低了成木、节约投资。2工程概况贵阳至广州铁路是时速达300km/h的客运专线，中铁二局四公司承建贵阳至广州铁路GGTJ-1标DK92+396

3、~DK106+220段。该管段目前施工的包括隧道四座，双线特大桥一座，中桥两座。隧道衬砌、仰拱、仰拱填充、中心水沟槽身、初期支护以及桥梁桩基、墩台以及其他附属工程等均采用机制砂高性能混凝土，机制砂使用量高达500000吨以上，其中隧道的仰拱、二衬和桥梁的高墩施工所使用机制砂必须严格控制好颗粒级配、石粉含量和含泥量等。3机制砂的特性机制砂(译为Machine-madesandorArificialsand),是由机械破碎，筛分制成的粒径小于5.0mm的岩石颗粒，但不包含软质岩、风化岩的颗粒。通常情况下，机制砂的颗粒级配波动较大、具有棱角、表面粗糙且大于2.5mm的颗粒与小于0.08

4、mm的石粉含量较高的问题，给配合比设计与优化、混凝土生产、现场施工带来了相当的困难。所以对机制砂的研究为保证混凝土的质量与配合比设计、优化提供了技术保障。3.1在实际运用中，我们发现机制砂有如下优点:(1)原料取材较丰富;(2)可控性强，可提高混凝土强度；(3)有降低混凝土水化热和提高和易性的作用；(4)机制砂表面粗糙、棱角丰富、易于粘结，在混凝土中起到填充、传递应力、骨架作用，有利于混凝土提高强度、抗收缩、防开裂。3.2机制砂的缺陷3.2.1机制砂的颗粒级配较差通常机制砂大于2.5mm偏多与小于0.08mm的颗粒偏少，并且级配波动较大导致了混凝土的和易性有一定的变差，若未控制好

5、将导致混凝土坍落度过低或者离析，结构物蜂窝麻面、开裂等现象。3.2.2机制砂混凝土较天然砂混凝土需耗更多胶凝材料与椭圆形的天然砂相比，机制砂表面粗糙、棱角丰富、比表面积大，若要达到同样的和易性，则机制砂混凝土对胶凝材料消耗更多，否则细骨料沉淀,混凝土泌水，结构物表面无光泽、蜂窝麻面严重。3.2.3机制砂吸水率大机制砂是通过岩石机械加工而来，颗粒表面棱角多、比表面积大，坚固性受到破坏，与长期浸泡在水中打磨光滑的河砂相比骨料的吸水率增大，混凝土在塑性状态下水分部份被吸收，导致混凝土保塑性差、坍落度损失快，不利于人流动度混凝土浇筑与远距离施工。并且吸水率大导致混凝土表面干涩，但振捣时水

6、分容易释放，若控制不好就会出现泌水现象。3.2.4母材影响人在隧道施工中，围岩常会在II、III、IV、V级等不断的变化使母岩的结晶程度和强度发生变化，随着母材的变化导致每方混凝土胶凝材料用量、机制砂细度模数、颗粒级配、粒型、机械生产能耗、生产工艺也受到很大影响。3.2.5容易受到污染因为有的围岩中间夹杂泥层，有的溶洞出现涌水涌泥现象，洞磴需要经过爆破、机车转运、再倒至料场的过程，料场未硬化等，如果控制不好母材的清洁度，很可能导致机制砂中含泥量与有机物含量超标，不但降低混凝土的强度与耐久性，而且可能会造成混凝土外观不光滑、颜色不统一，甚至出现龟裂。4.机制砂质量的控制机制砂的级配

7、是机制砂质量的关键，而母材的质量、生产工艺、加工的机械器具以及石粉含量直接影响了机制砂的级配。因此，为生产出优质的机制砂、节省能源，就必须从严密的各个机制砂生产流程环节中加以控制。4.1须选用优质母材因不同类别的岩石生产出的机制砂其本质有较大的区别，如花岗岩、石灰岩等这类强度较高的岩石与其他一些强度较低的岩石的晶体结构不同，所产机制砂的粒形、石粉含量、颗粒级配也有明显差异。所以我们对承建的胡家寨隧道，团寨隧道，翁档隧道以及斗篷山隧道进口、斜井、出口等各隧道母岩进行了对比。由上表可