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摘要：研究机制砂在MB<1.4时，胶凝材料用量、机制砂中石粉含量对泵送混凝土施工性能的影响；采用室内试配混凝土和易性比较和施工过程中的施工性能相比较的方法，验证更适合高铁建设的机制砂生产工艺。结论得出在MB<1.4时，机制砂中含一定量石粉，对混凝土的和易性和施工性能有很大益处。
Abstract： This paper researches the influence of gelled material consumption， the crusher dust content in machine-made sand on the construction performance of pumping concrete when MB<1.4. It uses workability compared of indoor test concrete and the construction performance comparison in the process of construction to verify the manufacturing technique of machine-made sand that more suitable for high-speed rail construction. The conclusion is that when MB<1.4， there is a certain amount of crusher dust in machine-made sand， it is of great benefit for the workability and construction performance of concrete.
关键词：机制砂；MB；石粉含量；泵送混凝土；生产工艺
Key words： machine-made sand；MB；crusher dust content；pumping concrete；manufacturing technique
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）01-0138-02
0 引言
由于我国河砂资源短缺，目前，采用机制砂代替河砂在国内已经成为混凝土行业可持续发展的一种趋势。与天然河砂相比，机制砂颗粒粗糙、尖锐多棱角、细度模数大、级配不良、含粉量不稳定的特性，不利于混凝土的工作性能。而机制砂中含有的适量的石粉能改善其混凝土的工作性能，但是过量的石粉会因吸附更多的水分，导致混凝土工作性能变差。
由于中铁十四局集团有限公司沪昆客专贵州段，地处贵州省安顺市辖区，本辖区无河砂，地材加工厂以小型加工设备为主，生产出的机制砂不能满足高铁建设需要，须在原有的设备的基础上加以改进。本文就由三种不同工艺生产出的机制砂来试拌混凝土，并从混凝土的拌合物性能、力学性能、以及现场的工作性能、经济性、环保的角度相比较，得出更适合中铁十四局集团有限公司沪昆客专贵州段所需的地材成产设备的同时，浅谈一下MB<1.4时机制砂中石粉含量对泵送混凝土性能的影响。
1 试验
1.1 机制砂生产工艺
第一种机制砂生产厂家为：高峰镇牛洞坡采石场，其生产工艺为：鄂破+反击破+筛分，然后用鼓风机除尘和控制石粉。第二种机制砂生产厂家为：天龙大哨堡采石场，其生产工艺为：鄂破+反击破+制砂机+对辊机+鼓风机+除尘器+筛分，利用鼓风机和除尘器控制石粉含量。第三种机制砂生产厂家为：安顺金银山采石场，其生产工艺为：鄂破+反击破+立轴冲击式制砂机+级配调整机+除尘器+砂石粉分离机+筛分（拌湿机）。
1.2 三种生产工艺生产出机制砂的特点
第一种：由于第一种生产工艺破碎后直接筛分，生产出的机制砂细度模数大，级配不合理；利用鼓风机除尘，石粉含量控制不稳定，尤其是在下雨天其含泥量和石粉含量会过高；砂的粒型不好，针片状偏高；压碎值大；切环保差。第二种：第二种生产工艺由于采用了制砂机，生产出的机制砂粒型比第一种圆滑；采用鼓风机和除尘器控制石粉含量，石粉含量低，但是石粉含量不稳定；级配合理；压碎值比第一种要小；环保差。第三种：第三种生产工艺由于采用立轴冲击式制砂机控制机制砂粒径，采用级配调整机调级配和细度模数，利用除尘器和砂石粉分离机控制石粉含量，生产出的机制砂粒径圆滑，石粉含量稳定；级配合理；压碎值更小；环保好。
1.3 原材料
水泥：贵州金久水泥有限公司生产的P·O42.5水泥。粉煤灰：国电安顺发电有限公司生产的F类粉煤灰。碎石：羊昌关口采石场生产的石灰岩碎石。减水剂：山西凯迪生产的KDSP-1型聚羧酸高效减水剂。机制砂：以上三种机制砂。以上三种机制砂的性能指标见表1。
2 试验设计一
本次试验以C35、C50泵送混凝土，采用以上三种机制砂，在混凝土的和易性、黏聚性、保水性、力学性能和现场工作性能做比较，得出更适宜使用泵送混凝土的机制砂生产工艺。C35、C50泵送混凝土基准配合比见表2。
C35泵送混凝土的水胶比为0.37，砂率为43%，粉煤灰掺量为胶凝材料的30%，减水剂掺量为胶凝材料的1%。
C50泵送混凝土的水胶比为0.31，砂率为38%，粉煤灰掺量为胶凝材料的30%，减水剂掺量为胶凝材料的1%。
用以上三种机制砂，分别对C35、C50泵送混凝土进行试拌，所得拌合物性能、力学性能和现场工作性能结果见表3。
从表3分析，三种机制砂的MB值均小于1.4，其含粉主要为石粉，当胶凝材料378kg/m3，机制砂中石粉含量为5%～10%时，所配制的低强度的混凝土拌合物性能良好。由于低强度等级的混凝土胶凝材料用量较少，石粉一方面提高了混凝土中细粉组成含量增加浆体量，另一方面石粉中细小的球形颗粒产生的滚珠作用，减少了机制砂因颗粒粗糙、尖锐多棱角引起流动互摩擦引起的阻力，改善了混凝土的和易性。当胶凝材料475kg/m3，机制砂的石粉含量小于5%时，所配制的高强度混凝土拌合物性能满足要求。机制砂含量在5%～10%时，由于石粉含量过多，拌合物的需水量增加，使拌合物较黏，但其拌合物性能仍然符合要求。
以上是从拌合物性能方面分析，下面从力学性能和现场工作性能来分析。对于牛洞坡采石场生产的机制砂，其细度模数大、石粉含量高、针片状高，虽然石粉的含量高，石粉提高了混凝土中细粉组成含量增加浆体量，石粉中细小的球形颗粒产生的滚珠作用，减少了机制砂因颗粒粗糙、尖锐多棱角引起流动互摩擦引起的阻力，改善了混凝土的和易性，在一定程度上克服了其针片状多对拌合物性能产生的影响，但是由于针片状多、机制砂的压碎值偏大，混凝土的力学性能影响很大，配制低标号的混凝土能满足要求，配制高标号的混凝土无法达到要求。由于其针片状多低标号的混凝土在现场泵送时，对混凝土泵车的管壁有很大的摩擦，泵车泵送困难，有事甚至出现堵管。对于高标号的混凝土，其石粉含量高、胶凝材料用量多，拌合物非常黏，泵车依然很难泵送。对于大哨堡采石场生产的机制砂，配制低标号的混凝土时拌合物性能和力学性能虽然都能满足要求，但其胶凝材料用量和石粉含量低，在泵车的压力下，其保水性能大大降低，会出现泌水离析的现象。配制高强度混凝土时，胶凝材料用量高，则提高了其保水性，泵送时不会出现泌水离析现象。金银山采石场生产的机制砂配制低标号的混凝土时拌合物性能和力学性能及现场工作性能均能满足要求，但是在配制高标号混凝土时，由于其石粉含量稍高，混凝土稍黏，现场泵送缓慢。
3 试验设计二
由于中铁十四局集团沪昆客专贵州段，除预制梁和轨枕是高强度混凝土外，其他均为C50以下混凝土。在试验一的基础上，下面我们从C50以下，经济使用的角度来设计试验二，本次试验仍以C35泵送混凝土为例。从试验一已经知道，在胶凝材料378kg/m3，牛洞坡采石场和大哨堡采石场生产的机制砂配制的混凝土不能满足现场工作需要，而金银山采石场生产的机制砂各项性能指标均满足要求。在砂率已经接近设计上线的情况下，对于牛洞坡采石场和大哨堡采石场生产的机制砂只能提高胶凝材料用量，来改善现场的工作性能。而对于金银山采石场生产的机制砂在胶凝材料为378kg/m3时已经满足要求，为了节约，降低胶凝材料的用量看是否还能满足需要。在水胶比、砂率、粉煤灰和外加剂掺量不变的情况下，试验设计配合比见表4。
以表4对C35泵送混凝土试拌所得拌合物性能、力学性能和现场工作性能结果见表5。
从表5可以看出不管是从经济环保的角度、还是现场施工要求金银山采石场所生产的机制砂均能适合。
4 结论
通过对试验结果的分析与讨论，得出以下结论：①MB<1.4的情况下，以石粉含量作为技术要求，可有效控制机制砂泵送混凝土质量。②在MB<1.4的情况下，配置高标号混凝土时，石粉含量宜控制在5%以内；配置低标号混凝土时，石粉含量宜控制在5%～7%以内；③从节约环保、现场施工和实体质量出发，第三种机制砂加工工艺更适合高铁建设。
参考文献：
[1]JGJ/T241-2011， 人工砂混凝土应用技术规范[S].
[2]J11557-2010，预拌机制砂混凝土技术规程[S].重庆：重庆市混凝土协会，2009：4-5.
[3]JGJ52-2006，普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2006：5-7.