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多级配砂是指通过搭配海峡砂，石粉，机制砂按一定的比例混合使用，从而达到最佳级配。海峡砂是在福建沿海、台湾海峡区域开采的海砂，通过正规途径合法合理开采并经过淡化处理，符合相关法律法规标准要求的淡化砂。石粉（石屑）是碎石破碎过程经筛分剩下的石粉和石屑。机制砂是指通过制砂机和其它附属设备加工而成的砂子。 首先我们看看海峡砂的细度模数和筛分过程，见表1。 通过表1可以看出海峡砂颗粒单一，主要集中在0.6mm及0.3mm的筛孔，各占33%及60%，细度模数虽然有2.36，属中细砂范围，但级配区不符合II区，也不符合Ⅲ区范围，即使降低砂率混凝土拌合物仍会出现保水性差，滞后泌水等情况，不利于施工，泵送效果也不理想。 接着看看石粉的细度模数和筛分过程，见表2。 如果单从细度模数上分析，该石粉属中砂范围，0.63mm的筛在II区，0.3mm也在II区，但其余各筛余量不在II区范围，并且0.3mm的筛余量只有8.8%，但底盘却有21%，造成0.6mm以上的颗粒太多，中间区间太少，底盘含粉占比过多，用作混凝土需水量较大，外加剂掺量过高，使用成本和经济成本上都没有优势。我们再看看机制砂的细度模数和筛分过程，见表3。 从表3可以看出机制砂基本在粗砂范围，刚好在Ⅰ区的边缘，通过试配并提高砂率，但拌制出来的混凝土和易性不够理想，没有光泽度，包裹性差，坍落度损失较快，整体浆量不够，可泵性差。分析原因，主要是0.3mm的筛余量较小，0.15mm及以下的细颗粒含量也不多，浆体量不足，需要增加胶凝材料的总量来改善混凝土和易性。 在进行多级配砂搭配试验过程中，也做了海峡砂跟石粉的搭配使用试验，取得较好的效果，并发表在相关杂志，在此不再细述海峡砂及石粉的搭配试验过程，本文重点介绍海峡砂、石粉、机制砂多级配砂的试验及搭配过程，同行读者如需阅读海峡砂跟石粉的搭配使用试验可搜索《海峡砂对混凝土性能的影响及控制措施》。 表4是海峡砂、石粉、机制砂多级配砂按照一定的比例搭配筛分的过程，其比例为海峡砂:石粉:机制砂=27:28:45。 经筛分后的细度模数为2.91，属中粗砂范围，对照各筛余量符合II区技术要求，0.30mm筛余量在24.8%完全满足泵送混凝土不少于15%要求，各颗粒级配分布较均匀，对配制泵送及其它普通混凝土均有帮助。通过改善砂的级配区，从根本上解决混凝土的工作性，改进混凝土的和易性、流动性和泵送性满足客户的需求。 在进行各种砂搭配试验初期进行很多组试验，按不同的比例掺入石粉及机制砂进行筛分及混凝土试配，相互验证对混凝土拌合物性能的影响，毕竟材料搭配复杂，前期也没有太多的使用案例可供参考，虽然之前也有海峡砂及石粉搭配使用的经验，但现在材料更为复杂，而且品种多样，所有的一切只能从试验中寻找答案。 最初期的设计思路是以海峡砂为主，石粉及机制砂辅，石粉及机制砂的比例各占10%～15%，经过多次的试配验证，基本能满足使用要求。但在某一时期，一砂难求，用“疯狂的砂子”来形容并不为过，最高价达300多元/方，但仍处于有价无市状态，又恰逢建筑高锋期，供不应求，建筑用砂市场亟待解决。 于是我们提出一个大胆的想法，是否可以不用砂，即把海峡砂取消，只用石粉及机制砂代替，但经过试配验证，实践应用难度较大，混凝土用水量过高，外加剂掺量超过4.5%，并且坍落度损失过快，难以满足施工要求。 然后只用机制砂拌制混凝土，通过提高砂率、增加胶凝材料、提高外加剂掺量等手段，但拌制出来的混凝土和易性仍不够理想，整体浆量较少，混凝土表面看起来就是很多大颗粒的砂子，很涩，没有光泽度，包裹性差，坍落度损失较快，刚出机还好，但很快就会失去流动性，可泵性难以满足要求。 但我们并没有放弃，再次回归原点，把海峡砂的比例控制在50%，石粉+机制砂的比例控制在50%再次进行试配验证，通过多次试配调试，混凝土初始状态基本满足施工要求，也在生产中实践应用可行。 为了进一步提高混凝土的工作性及性价比，在保证质量的前提下提高经济效益，最后选用以下方案：海峡砂+石粉的比例在55%，机制砂的比例在45%，以此为基础做砂的筛分试验及混凝土试配，相互验证，得出的结果多级配砂的细度模数为2.91，混凝土的试验记录如表5。 试验结果及强度如表6。 通过不同标号的混凝土试配验证，多级配砂的比例（海峡砂27%:石粉28%:机制砂45%）是可行的，混凝土拌合物初始状态良好，粘聚性及包裹性良，无泌水现象，通过调整外加剂的保坍性，两小时内坍损20mm内，总体和易性优良。 由于石粉中4.75mm筛余量有12%，在设计配合比时应适当减少碎石用量，建议按10%的碎石用量扣除。机制砂的细度模数达3.68，属粗砂范围，砂率也要相应提高，最后把石子的总量控制在950kg～980kg之间进行试配，混凝土拌合物可满足泵送要求。 考虑到高标号混凝土胶凝材料总量超过450kg，还有坍落度的经时损失，试验中未掺入石粉，以海峡砂及机制砂双掺使用，在保证混凝土工作性的同时，后期强度也有保障，实现较高的经济效益。 在试验阶段刚好遇上冬季，气温较低，早期强度偏低，矿物掺合料掺量相对减少，以保证后期强度的发展，在后期也进行大量跟踪服务，到现场回弹，参与工地的验收，图3、图4是部分跟踪信息。 多级配砂的使用混凝土密实度较高，气泡较少，对强度有帮助，我们也对强度发展进行追踪，发觉28天后强度仍有较大增长，于是建议施工单位超过两个月才进行主体验收，合格率110%以上，受到施工单位的好评。 ⑴机制砂的含水率一般都比较大，每班次检测频率不少于两次，根据含水率的变化及时调整。 ⑵如果新进的机制砂含水率过高（超过10%以上）建议至少静置12小时，含水率相对稳定再用。 ⑶石粉的含水率不宜超2%，超过2%容易堵塞，很难配料，耽误生产。 ⑷石粉料仓及料称应配备震锤以方便投料。 ⑤用水量会有所增加，需要提高外加剂掺量及改进保坍性能，保持两小时内坍损在20㎜之间。 ⑹因外加剂掺量较高，要严密关注外加剂掺量的变化，加强出厂控制，防止混凝土离析。 海峡砂、石粉、机制砂多级搭配，在行业内属于比较大胆的创新，大掺量石粉及机制砂并把海峡砂的用量控制在27%内更是业内的创举。经过多次的实验实践，从砂的筛分搭配到混凝土试配，互相取证，找到最佳搭配比例，把多级搭配的砂控制在中砂II区范围，混凝土拌合物各性能指标基本满足施工要求，既合理调配资源，又提高经济效益和社会效益，同时响应政府大力推广发展机制砂的要求，这是一举多得的举措。 但在生产使用过程还会碰到许许多多的难题，譬如石粉的投料方式，机制砂的供货保障，不同石场不同生产工艺生产出来的机制砂千变万化，都要经过试配重新验证，同时严格控制石粉及机制砂亚甲蓝MB值，MB值过高吸附率过大，混凝土坍损过快，难以施工，对混凝土强度产生不良影响。 任何新材料、新技术、新工艺的推广都会有一个艰难的发展过程，需要从业者不断的开拓创新，不断的自我修正，自我完善，在响应政府方针政策的同时提高经济效益和社会效益，通过科学的手段解决在生产中碰到的技术难题，即使较为复杂的技术难题也会迎刃而解。 来源：邬锦斌，等 |
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