机制砂加特细砂配制泵送混凝土.docx

机制砂加特细砂配制泵送混凝土
的试验及应用
廖太昌李培安
(中铁第二十局集团公司中心试验室)
【摘要】机制砂加特细砂简称混合砂，利用机制砂、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100-180mm、180-220mm。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结构物表易起水波纹等内实外不美的难题。在实际工程应用中取得了较好的经济效益和社会效益。也为我们今后在同类工程施工提供了参考资料。
【关键词】机制砂、特细砂、泵送混凝土、试验、应用
1前言
机制砂和特细砂进行优化组配，解决了单用机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结构工程的规定。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结构中使用较普遍，但在重要混凝土结构工程及有特殊要求的混凝土（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，不但颗粒粗糙、比表面积大，而且颗粒级配不良，主要是1.25-5.00mm超过规定标准，0.08.mm以下石粉含量较高，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。往往要靠增加水泥用量来改善其工作性；混凝土硬化后结构内部形成较为微小泌水通道,使混凝土强度、耐久性降低；而且早期收缩增大，混凝土硬化后其表面水波纹严重，影响混凝土结构物的感观质量。而特细砂作为混凝土的细骨料，根据GB19-65《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，其坍落度不大于3cm。特细砂级配较差，空隙率大（比一般中、粗砂大10％-15％），比表面积大（比一般中、粗砂约大两倍），并且含泥量也较高。为满足设计要求，混凝土配合比设计时，一般都以增加水泥用量来解决。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，为满足工作性要求，需增大用水量，这又将导致混凝土硬化后结构物内部中形成泌水通道，降低混凝土的耐久性。
因此，将机制砂和特细砂配制成级配良好的中砂，利用机制砂、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确定的十大重点建设项目之一，属国家Ⅰ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1234.77m,梁为2×24+32×32+5×24m简支梁，2台38墩，有明挖扩大基础、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2001年5月15日～2003年3月5日共22个月完成主体施工任务。主体工程混凝土为3.2万m3，全部采用泵送混凝土施工。
3泵送混凝土对原材料的要求
泵送混凝土施工，要求混凝土具有良好的可泵性，即混凝土拌合物在泵压作用下，能连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。影响可泵性的原因：一是胶凝材料的多少，二是粗细骨料的品质所决定。根据《TB10210-2001》规定，泵送混凝土的最小水泥用量（含掺合料）为300g/m3，细骨料宜选用中砂，粒径小于0.315mm颗粒所占的比例宜为15％～20％，砂率宜为35％～45％。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宜大于1∶3，卵石不宜大于1∶2.5。
4机制砂加特细砂的优化组合
4．1机制砂
由于两昌河特大桥工程所在方圆200公里内无天然中粗砂，只有特细砂和用石灰岩加工的机制砂，筛分试验见表1。
机制砂筛分试验结果表1
筛孔尺寸（mm）10.05.002.501.250.630.3150.160细度

模数
Mχ标准规定值
(%)00～1015～4035～6050～7565～9080～100实际筛分值
(%)01642758291953.5从表1可以得知，机制砂级配不良，1.25mm以上严重超过标准规定值，若直接用于泵送混凝土配合比，砂率将超过50％，2.50～5.00mm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能满足设计强度及施工工艺要求。
4.2细砂
细度模数至1.5～0.7或平均粒径在0.25mm以下的称特细砂；特细砂级配较差，孔隙率大，比表面积大，含泥量也较高，筛分试验结果见表2。
特细砂筛分试验结果表2
筛孔尺寸
（mm）5.002.501.250.630.3150.160<0.160细度
模数
Mx分计筛分值
(%)001.04.018.269.08.