人工砂在混凝土应用中的常见问题及解决办法

               

                   
                                                           
                                       

                       
                   

                                       
                   

根据国标规定，凡经除土处理的机制砂、混合砂都统称为人工砂。

[1]..人工砂推广应用的背景

砂用量占混凝土质量的1/3	混凝土用量逐年上升

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砂用量越来越大

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砂质量越来越差

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影响建筑工程质量

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推广使用人工砂

按JGJ/T241-2011《人工砂混凝土应用技术规程》如何控制用好人工砂，是我们今天要讨论的话题。

[2].人工砂相关术语

1.人工砂

岩石或卵石除开采、机械破碎、筛分而成的，公称粒径小于5mm的岩石或卵石，但不包含软质风化颗粒。

2.石粉含量

人工砂中公称粒径小于80um的颗粒含量（且其矿物组成与被加工的母岩相同）。

3.亚甲蓝（MB）值

用于判定人工砂石粉中泥土含量的指标（即：用于判定机制砂中粒径小于75um的颗粒含量的吸附性能指标）。

4.吸水率

机制砂表面干燥而内部空隙含水达到饱和时的含水率。

5.压碎值指标

机制砂抵抗压碎的能力，间接表达人工砂的坚固性。

6.混合砂

由于机制砂细度模数大多在3.1-3.7之间，通常是级配不良，大颗粒（4.75mm-1.18mm)多，中间颗粒（600um-300um）少，为了改善机制砂的级配，机制砂厂在制砂过程中适当掺加一些天然细河沙，以此来弥补人工砂的不足，俗称混合砂。

[3].人工砂的优势与劣势

优势	1.资源优势--原材料资源丰富
	2.质量稳定--机械生产，级配可调
	3.价格优势--比天然砂便宜
	4.石粉利用--消耗大量废石

劣势	1.粒型不好--棱角过多、细度较大
	2.表面粗糙--同砂率比表面积较大
	3.吸水性--吸水率大

[4].人工砂混凝土性能特点

在配合比、其他材料、成型、养护条件都相同的条件下：

1.拌合物性能

混凝土和易性较好，人工砂可改善保水性、泌水性、粘聚性。

混凝土类型		使用效果
低强度混凝土		和易性差、泌水，可提高砂 率
中高强混凝土		和易性好、可泵性好
大体积混凝土		减少收缩，混凝土综合性能提高

2.混凝土力学性能

石粉填充效应	﹢	多棱角粒型	＝	混凝土强 度提高

使用人工砂时注意：

不同强度等级混凝土用石粉含量应通过试验确定。

保证塌落度不变的情况下，适当加水，实测强度不变

3.人工砂的渗透系数

人工砂中石粉含量提高后，抗渗和抗冻性能提高

原因：石粉阻碍气孔与渗水通道的连接。

4.混凝土的粘结

人工砂表明粗糙，粘结性好。

5.混凝土体积稳定性

因砂而异，石粉含量适当，可提高抗裂性，石粉含量过高，降低抗裂性。

6.混凝土抗硫酸盐侵蚀

适量石粉可改善抗硫酸盐侵蚀性能。

[5].人工砂混凝土配合比设计原则

1.对人工砂的质量要求

（1）.细度模数要求（泵送混凝土宜选用II区中砂）

细度模数		使用注意事项
I区		提高砂率，保证足够胶材用量
II区		人工砂空隙率控制在42%以下
III区		适当降低砂率

（2）.人工砂石粉含量

项目		指标
		≥C60	C55 ～C30	≤C25
含量	MB< 1.4	≤5.0	≤7.0	≤10.0
	MB≥ 1.4	≤2.0	≤3.0	≤5.0

(3).人工砂吸水率不宜大于3%

2.配合比设计原则

（1）.“三低原则”

低水泥用量、低用水量、低收缩性能。

（2）.选用聚羧酸系外加剂

聚羧酸外加剂优点：高减水率、高保塌性、较好的工作性能、减少自收缩、无沉淀、环保。

[6].使用中常见问题及解决办法

1.从源头抓起

现存问题：生产不规范，管理不规范、造假。

解决办法：搅拌站要选好沙厂，将砂厂当作外包方纳入管理，定期抽检砂厂，派人常去砂厂控制质量。

2.控制人工砂粒型和级配

（1）粒型

选用专业制砂机械可生产粒型良好的人工砂。

（2）.级配

现状：现阶段人工砂细度模数多在3.0-3.7。

原因：砂厂只注重成本、不重质量，砂厂技术素质较低，需求量大时忽视质量控制。

解决：搅拌站选好合作砂厂，有条件的采用两种砂复掺使用，与机制砂厂合作，自己生产混合砂

.控制人工砂石粉含量

（1）.洗走石粉问题

除泥工序应在石料破碎前进行，就不存在石粉洗走问题，良好的除泥工序能保证人工砂石粉含量控制在7%以内。

（2）.适宜的石粉控制

最优石粉含量因混凝土强度而异，石粉含量控制在7%以内的人工砂适应性强，通常使用石粉含量和MB值作为控制指标。

（3）.控制人工砂压碎指标

压碎指标是指人工砂在外力作用下抵抗破坏的能力，是间接表现机制砂坚固性的一个重要指标，控制在30%以内最好。

（4）.控制人工砂中氯离子含量

氯离子含量达到相关标准规定，防止部分厂家拿海砂滥竽充数。

（5）.控制混凝土早期开裂和收缩

人工砂混凝土的抗裂性能与MB值关系较大，当MB值在0.6-1.8范围内时，混凝土单位面积的总开裂面积和24小时收缩率随MB值增大而增大。

研究表明，混凝土人工砂浇筑后24小时到92小时这段时间的收缩率较大，主要原因是石粉缩短了水泥水化的诱导期。

实际工程中，在满足施工要求的前提下，尽量减小粗骨料的堆积空隙率，使孔隙率小于42%，尽可能控制较小的塌落度。

（6）.正确引导施工单位，做好人工砂混凝土的湿养护，做到以下几点：

1.湿养护开始时，混凝土表面不存在泌水缺陷

2.湿养护开始时，混凝土表面不存在失水缺陷

3.湿养护过程中，混凝土表面不存在泌水缺陷

（7）.生产质量控制

★砂在装料过程中，注意含水率控制，砂厂应有足够的堆场，先生产的砂先运出。

★在搅拌站，按产地、进料时间分仓堆放，堆放高度不超过10米，做到先进厂先用。

★避免砂含水率过高造成砂粘仓，影响下料进而影响生产。

[7].总结

使用人工砂拌制混凝土，既能改善混凝土的工作性，又可以降低生产成本，提高企业的经营效益，同时又解决了环境污染问题，提高了资源利用率，形成综合效益。符合可持续发展的国策。所以我们应该大力推广并使用好人工砂,还是那句话：“你用或者不用，优势就在那里，不缺不贵。”