關鍵詞：機制砂 混凝土 應用
隨著我國經濟的不斷發展，各類建設項目與日俱增，混凝土的需求量不斷增加，用砂量也逐年增加，長期對天然砂的開采，導致了天然砂資源枯竭，以致出現了天然砂質量差、價格高的局面，在福建山區高速公路建設中，受自然條件的限制，砂資源匱乏，如果使用天然砂作為細集料，將會顯著增加成本，用砂高峰期時甚至無砂可用。由于福建山多，特別是閩西北，山峰聳峙，遍布堅硬、高強的花崗巖、凝灰熔巖等，山區高速穿山越嶺，隧道工程所占比例大，出渣多。為了解決天然砂供應不足的矛盾，利用人工砂替代天然砂已越來越重要，將花崗巖、凝灰熔巖機械破碎，篩分生產機制砂，不僅有充足的數量保證，而且減少環境污染和水土流失，產生巨大的社會、經濟和生態環保效益。
1、機制砂的特點
機制砂是指經除上處理的由機械破碎、篩分制成的，粒徑小于4．75mm的巖石顆粒，但不包括軟質巖、風化巖石的顆粒。用作生產機制砂的母巖多為石灰巖或砂巖，并且石灰巖母巖強度不小于80Mpa。其質量要求應滿足GB／T 14684—2001《建筑用砂Sand for building》要求。由于機制砂是用專門的制砂機械生產，如用沖擊破制砂，可以通過進料量、進料粒徑、轉速等參數的調整，按工程的需要，人為較穩定地控制機制砂的質量，故得到日益廣泛的應用。機制砂有如下主要特性：
(1)機制砂顆粒是多棱體，級配合理，粒度均勻，通常含有的石粉可以部分改善混凝土的工作性能。
(2)通常在同一工地，機制砂與碎石是同一種母巖制成，熱學性能一致，對大體積混凝土技術效果尤為顯著。
(3)同一生產設備或工藝，機制砂的細度模數和單篩的篩余量成線性關系，對于一種砂子，先通過試驗建立關系式后，只要測定一個單篩的篩余量即可快速求出細度模數。
(4)機制砂中石粉含量的變化是隨細度模數變化而發生變化，細度模數越小，石粉含量就越高；反之，細度模數越大，石粉含量越低。
2、隧道混凝土施工過程中機制砂所起作用
隧道工程中大部分混凝土都為低標號混凝土，但是這些混凝土中具有抗滲、抗腐蝕要求。經過反復的試驗、檢驗，我們得出以下幾個結論：
(1)機制砂對混凝土性能的影響
因為機制砂由機械破碎、篩分制成，顆粒形狀粗糙尖銳、多棱角，并且機制砂顆粒內部微裂紋多、空隙率大、開口相互貫通的窄隙多、比表面積大，加上石粉含量高等特點，與河砂相比有較大的差異。機制砂與河砂相比，由于有一定數量的石粉，使得機制砂混凝土的和易性得到改善，可在一定程度上改善混凝土保水性、泌水性、粘聚性，使得混凝土易于成型振搗。這些作用在隧道襯砌、仰拱填充、墊層混凝土施工中特別明顯，尤其是在實行水泥新標準之后，水泥強度普遍提高。配制混凝土時很難解決強度富于過大與工作性差之間的矛盾，機制砂中的石粉很好地解決了這個矛盾，即在低水泥用量情況下，配制出工作性符合要求的混凝土。
(2)機制砂對混凝土強度的影響
強度是混凝土作為結構材料的一個重要依據，因而機制砂對混凝土的強度影響，也是最關心的一個問題。
(3)機制砂對混凝士干縮性能的影響
混凝土的干縮性能直接影響混凝土的裂縫，進而影響混凝土的耐久性。與常規細骨料(石粉含量3％)相比，石粉含量為16％和12％的混凝土干縮率分別增大12．8％和4.8％。即石粉含量在12％以下時，干縮率增大緩慢，石粉含量大于12％時，干縮率迅速增大。認為主要是由于小于0．075mm的石粉顆粒在混凝土拌和物中起到增加水泥漿含量的作用。顯然，單位體積水泥漿多，導致干縮率增大。
(4)機制砂對混凝士抗滲性的影響
由于混凝土的抗滲性主要與其孔結構有關，因此大多數人認為機制砂中的石粉是其提高抗誘性的主要原因。混凝土研究者認為：機制砂中的石粉只是一種有效的填料，雖然不具有活性，但提高了混凝土的密實性，增強了水泥石與骨料界面粘結；還有人認為石粉能加速C3S的水化，并與C3A、C4AF反應生成結晶水化物，并能改善水泥石的孔隙結構，因此抗滲性能得到提商。
3、機制砂的質量控制
(1)抓好機制砂自制生產關
隧道洞碴生產的機制砂，由于從洞內中運出的洞碴中含有泥粉和個別軟弱巖塊，因此，一是要求采用澗碴生產時必須進行分揀，不得將軟弱塊、泥粉混染的混合料一起送入破碎機中。二是按技術要求進行生產，加強對機制砂的抽檢，每生產150m3抽檢一次。
(2)把好外購機制砂進場質量關
在自制機制砂數量不能滿足工程需要時，可從地方采購。一是實行定向石料場外購，對石料廠提出具體技術要求，要求改進設備，加強生產控制。二足增強材料驗收人員責任心，把好驗收關，不符合技術要求的材料絕不能進入現場。三是試驗人員要加強抽檢，對不合格材料必須清除。
(3)優化機制砂混凝土配合比設計
為彌補機制砂易吸水，混凝土拌和干澀，振動水易釋放，若控制不當易出現泌水離析，特別對于大坍落度混凝土表現更為明顯等問題，在混凝土中摻加粉煤灰和泵送劑，以提高混凝土的粘聚性、流動性和可輸送性。
結論
機制砂生產已成為一個新興的產業，在混凝土使用過程中機制砂能夠提高混凝土的一些性能，然而提高的這部分性能正是每一個工程人員最關心的問題。隧道在使用機制砂的過程中，這些性能都能夠完好體現，從而能夠充分并且廣泛運用于隧道各個施工部位，提高混凝土的氣密性、抗滲性、耐腐蝕性能。
參考文獻
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