水洗机制砂在公路工程 C50 及以上标号混凝土的应用

水洗机制砂在公路工程 C50 及以上标号混凝土的应用

张青松

四川公路工程咨询监理有限公司 四川成都 610000

摘要：随着国家整体经济建设的蓬勃发展，对公路建筑行业起到了良好的促进作用，尤其是道路桥梁建筑行业，通过对施工技术与材料进行优化革新，能够同时保证施工质量与效率，并且对企业自身的利润效益作出保证。基于此，文章以重庆地区某高速公路工程项目为例，以水洗机制砂为切入点，针对其在C50及以上标号混凝土中的应用情况进行研究。首先对工程案例进行阐述，其次介绍了水洗机制砂的概念与特点，并且结合实际工程中的应用效果进行分析，最后对水洗机制砂在混凝土施工中的应用前景进行展望。希望对相关研究人员提供一定的参考与借鉴。

关键词：水洗机制砂；公路工程；C50；混凝土；应用

前言：近年来，在我国社会经济良好的发展背景下，各种基础设施的需求和建设规模在日益扩大，公路工程对高标号混凝土的需求量日益增加，并且在未来还呈现出持续增加的态势。然而在工程建设质量的要求不断提高的基础上，对砂石质量要求也越来越高，能满足其要求的天然砂石集料越来越少。此外，某些地区为保护环境而限制开采，受交通运输限制，可供开采的优质天然砂资源储量日益减少。为满足工程要求不得不从远处调运天然砂，这样势必会增加工程的整体成本投入，而水洗机制砂的出现能够有效解决以上问题，在技术与经济层面都取得良好的应用效果。因此，文章重点针对水洗机制砂在高标号混凝土中的应用问题进行研究，对工程项目的顺利开展具有重要意义。

一、工程概况

本研究以重庆某高速公路工程项目为例，该工程K41+900-K95+233段内有主线桥梁43座，其中跨越涪江特大桥1941m/1座，互通5处，匝道以桥梁工程居多，上部结构为C50混凝土预制T梁、C50混凝土现浇箱梁以及C55混凝土连续刚构。工程施工中需要C50与C55混凝土29万m3，整体混凝土工程量较大，按照配合比标准试验计算，细集料天然中粗砂用量为20万吨左右，然而在项目沿线基本没有天然的中粗砂，因此最终选择水洗机制砂方式，根据预期计划能够保证工程项目的施工质量与效率，而且在工程项目成本控制方面也能够取得良好的应用效果。通过使用专门的制砂设备，调整筛网和控制粉尘含量，水洗机制砂经过多次试验，发现其级配、细度模数和亚甲蓝等指标能够达到规范要求，为机制砂在高标号混凝土施工提供了技术保障。

二、水洗机制砂概述

水洗机制砂指的是在生产后被水二次清洗除泥，并且与相应的材料掺杂为全新的机制砂，虽然与天然砂存在一定的区别，但是在应用效果层面具有相似效果，近年来在公路工程中得到广泛应用。水洗机制砂具有以下特点：

（1）含水性变化幅度大，由于机制砂自身具备饱和水分，在应用过程中随着与水掺杂的比例产生变化，会造成一定的含水波动性。在实际应用搅拌时要时刻关注机制砂的状态，尽量将其控制在合理范围内，避免拌合物产生的离析现象，这样才能保证水洗机制砂的应用效果；

（2）棱角较为分明，水洗机制砂的表面比较粗糙，在与混凝土进行搅拌时会影响到后者的流动性，这样会对混凝土施工与泵送作业构成一定的阻碍。因此在制作水洗机制砂时要适当添加掺合料，这样才能对其砂率进行合理控制，同时还要针对其粘结力不足的问题进行补偿，以此来强化水洗机制砂的整体塑性；

（3）具备颗粒级配特点，在制作与应用水洗机制砂时，需要根据实际施工要求与环境对混合料的质量进行检验，例如将筛余总量作为评价指标，通过对所用原石的不同对具体应用情况进行分析，这样能够掌握拌合物随着制砂模式所产生的变化规律。

三、水洗机制砂在公路工程C50及以上标号混凝土中的应用研究

（一）水洗机制砂的级配与细度模数

通常情况下，从水洗机制砂的颗粒组成情况进行分析，多数机制砂的尺寸为150 m至2.35mm之间，而处于中间区域的颗粒较少，采用筛角与调震测试可以对机制砂的细度模数进行合理控制。在水洗机制砂与天然河砂相对比时，其控制范围属于相同区域，在与配制混凝土进行拌用时，水洗机制砂具备一定的应用优势。然而，水洗机制砂在制造与管理过程中却容易出现各类问题，当机制砂的细度模数较大时，就会对级配比例造成影响，导致最终拌制的混合料超出合理范围，对混凝土的易性存在很大的影响，严重时会使混凝土产生泌水现象。但是，当水洗机制砂的生产过程矫枉过正时，也会导致水洗机制砂的细度模数较小，这样在与混凝土拌制时需要掺杂大量的石粉，当石粉比例超过合理范围时，便会增加混凝土的单位用水量，导致混凝土的收缩率失调，在后期应用环节容易出现开裂现象。因此，在公路工程施工中，需要围绕机制砂的级配比例进行调试，并且保证准确的细度模数，这样才能促进混凝土的应用质量，对工程项目的施工质量与效率作出满足。

（二）水洗机制砂的石粉含量

水洗机制砂的粒径通常可以维持到75 m左右，然而机制砂中的石粉含量与天然砂中的含泥量存在差异性，也就是天然砂中的泥会对混凝土的应用效果造成影响，因此要针对其含量进行合理控制。石灰粉可以促进混凝土的应用效率，这也是水洗机制砂能够与混凝土共同使用的优势之一。通过将水洗机制砂与天然砂进行对比分析，前者表面粗糙、呈现出不规则的颗粒形状、在拌制过程中需要较大的用水量，拌制的混凝土容易泌水离析，尤其是强度等级低的混凝土的易性影响较为明显。然而水洗机制砂中具备一定范围的石粉含量，这样可以对混凝土与骨料之间的缝隙进行填充，以此来强化混凝土拌料的密实程度。因此，在集配系数合理的基础上，增加水洗机制砂中的石粉含量可以强化混凝土的强度与耐久度，同时还可以对水洗机制砂的级配进行有效填充，以此来改变混凝土的粘聚性与保水性。此外，可以采用亚甲蓝物质对混凝土中的石粉含量进行测试，这样可以对混凝土的应用质量作出保证。

（三）水洗机制砂的单位用水量

在应用水洗机制砂时，还要综合分析各类影响因素，充分利用机制砂的应用优势与特点，并且搭配相应的拌制措施，这样才能弥补机制砂混凝土的劣势问题，以此来促进混凝土的易和性，保证混凝土施工轻度与性能要求。例如控制水洗机制砂的单位用水量，机制砂混凝土自身的和易性会受到水量的变化影响，当单位用水量偏大时，便会造成混凝土的泌水与离析现象。因此，在进行机制砂混凝土拌制时要合理控制用水量，同时在其他条件相同的基础上，与天然砂相比机制砂配置混凝土的单位用水量可适当增加，具体增加量由试验结果来确定。此外，在不对机制砂混凝土掺加减水剂的前提下，为保证施工材料的坍落度，还要对机制混凝土中的单位用水量进行调整，当石粉含量较高时，可以适当增加单位用水量，这样可以避免由于用水量而增加的水泥用量，也就是通过石粉含量与单位用水量来保证机制砂混凝土的应用质量。

（四）水洗机制砂的砂率控制

在明确机制砂混凝土单位用水量的同时，还要对砂率问题进行控制。由于机制砂自身特性，在与混凝土进行拌制时，与相同情况下天然砂配制的混凝土相比，机制砂混凝土的砂率要比天然砂混凝土的高出2%至4%左右。当机制砂中的砂率较高时，会增加集料的整体表面积，混合料会体现出干稠的特点，这样会对混凝土的流动性造成影响。当机制砂的砂率较低时，则砂浆总量与坍落度都会受到影响，并且会造成混凝土的泌水与离析。因此，在实际施工环节要按所选石灰与其他材料的实际情况进行试验分析，这样才能确定最佳的砂率系数。通过在机制砂混凝土拌制过程中对砂率进行调整，从而实现调整机制砂混凝土和易性的效果。

（五）水洗机制砂的施工过程控制

为促进水洗机制砂与混凝土之间的结合效率，还要在施工过程中采取相应的控制措施，具体如下：（1）在搅拌过程中，水洗机制砂与混凝土的拌制物在运输、拌制以及浇筑中的规章要求与天然砂混凝土的施工程序大致相同，唯一的差异便是机制砂混凝土的搅拌时间要比天然砂混凝土的搅拌时间多30s左右；（2）在混凝土振捣作业中，需要围绕相关技术规范执行操作，避免漏振与过振现象，机制砂混凝土比相同坍落度的天然砂混凝土更容易产生离析现象，因此要避免过振问题；（3）在混凝土的后期养生维护环节，由于机制砂混凝土中的石粉含量比天然砂混凝土的含量要高，在施工早期容易产生干燥收缩与混凝土开裂现象。因此为保证机制砂混凝土的强度处于正常收缩范围，需要加大混凝土的早期养护力度，尤其要注意延长养护时间。

四、水洗机制砂在高标号混凝土中的应用前景

我国的非金属矿与金属矿资源非常丰富，而且在加工制造与采集过程中会产生20%的尾矿，如果能够在机制砂领域合理应用这些尾矿，将会形成全新的施工资料制造体系，不仅能够避免土地占用与环境污染等问题，而且还可以有效节约公路工程的整体成本投入。通过对机制砂的应用情况进行综合分析，虽然在低标号混凝土中的应用经验比较丰富，然而在高标号混凝土中的实际应用效果还需在今后继续验证。减少天然砂的开采量，既保护环境，还能提升资源利用效率，与我国可持续发展的战略方针相呼应。因此，对于公路施工企业而言，要加强机制砂企业的监督管理，提升相关操作人员的综合素质与意识，对水洗机制砂的制造设备与技术进行优化革新，这样才能实现水洗机制砂的智能化、稳定化发展。此外，还要针对水洗机制砂与高标号混凝土的应用情况不断进行探析，以此从根本层面解决机制砂与混凝土的诸多混合缺陷问题，对公路工程项目的施工质量提供保障。

结论：综上所述，随着公路建筑行业的发展，对于施工质量与效率的要求在不断提升，同时在可持续发展战略与生态环保体系的推动下，水洗机制砂的应用范围也愈加广泛。公路工程在施工中会涉及到C50及以上标号的混凝土，当水洗机制砂与高标号混凝土进行拌用时需要对多方面进行调控，这样才能保证施工材料的应用质量。本文对水洗机制砂在C50及以上标号混凝土中的应用情况进行研究，首先对工程案例进行阐述，其次介绍了水洗机制砂的概念与特点，最后结合实际工程中的应用效果进行分析，具体为水洗机制砂的级配与细度模数、石粉含量、单位用水量、砂率控制、过程控制等，这样才能为公路工程提供良好的施工基础，使水洗机制砂在建筑领域得到更好的应用与推广。

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