机制砂混凝土配制及探究

邱文会 张新冉 邱润泽

（1.河南金诺混凝土有限公司，河南许昌 461000；2.卡迪夫大学工程学院，英国 CF24 3AA）

1 机制砂及其混凝土配置方式概述

作为建筑工程的重要原料，混凝土本身质量的高低在一定程度上对项目整体施工质量和施工效益具有直接影响，为此随着近年来工程项目规模和数量的持续增加，机制砂混凝土逐渐取代传统混凝土，成为当前工程施工的主要材料。在进行配置过程中，为确保配置的科学性、合理性和有效性，基层产业机构和相关部门需采取如下方式进行配置，即：

1.1 全计算法

在进行机制砂混凝土配置过程中，全计算法是一种常用的混凝土配置方法，具体而言它主要基于定量计算，相比其他配置方式，配置数据更加精准，配置手段也更为先进，在配置时工作人员需明确了解工程施工所用数量，并根据施工现场勘测结合数据资料，进行精准化配置。目前来看，全计算法的计算步骤主要有：混凝土配制强度计算、粉体材料体积用量计算以及用水量计算等。

1.2 参数法

根据大量调研数据分析可知，在当前机制砂混凝土配置过程中，最常用的一种配置方式主要是“参数法”。简单来讲，这种配置方式其实就是基层产业机构和相关部门在进行配制过程中，假定若干参数为混凝土性能影响参数，通过联立方程式的方式，求取混凝土各组成材料的最终用量的方法。与全计算法相比，参数法的实施不仅降低了工作人员的参数计算量，规避了各种因人为操作而导致的失误问题的产生，与此同时在确保数据精准度的同时，为后期配置工作的顺利实施奠定良好基础。

目前来看，在应用参数法时，为确保参数的规范性和精准度，基层产业机构和相关部门的工作人员，需明确了解设置的参数主要有粗集料在混凝土中的体积含量、砂在砂浆中的体积含量和胶凝材料在浆体中的体积含量等，在进行设置时必须确保设置的合理性、科学性和精准度，只有如此，在后期配置时才能确保配置的合理性、科学性和有效性。在配合比计算时，为提高精准度，工作人员还需严格按照绝对体积法进行计算。

1.3 固定砂石体积含量计算法

根据大量调研数据分析可知，在进行配置时，由于固定砂石体积含量与自密实混凝土的工作性能之间存在一定的内在联系，在计算时为了提高计算的精准度和准确性，工作人员可采取固定砂石体积含量计算法来进行配置。与前两种方法相比，这种配置方法的应用，主要是通过假设，即基层产业机构和相关部门通过假设固定砂石体积含量，以此来确定自密实混凝土的配合比的最优值，确定碎石用量与砂浆含量，而后在确定上述用量的基础上，计算胶凝材料的总量和用水量，最终为预期配置目标的达成奠定良好基础。

1.4 骨料比表面积配合比设计方法

随着近年来项目工程规模和数量的持续增加，为从根本上满足现阶段国家对项目工程提出的新要求，建筑企业科研工作者也加快了对配置方式的不断优化和完善，骨料比表面积配合比设计方法由此应运而生。简单来讲它其实就是一种新型自密实混凝土配制方法，在进行配置过程中，工作人员可将自密实混凝土看作是由骨料和浆体共同组成的固液两相体系，而后在进行填缝过程中，工作人员必须在计算的数据基础上留有一定富余，富余系数取值主要参考粗细集料的粒形、粒径以及混凝土工作性要求。

2 全机制砂试配情况以及突出问题

根据使用我们公司干法制砂试配和实际使用情况来看，通过新型规范、规模化产出的机制砂具有以下特点：规模生产，成本低廉；含粉可控，不含泥、不含水以及混凝土状态良好，成型后强度高，且有较大的降低粉料成本潜力。在当前项目工程规模化发展过程中，为从根本上提高工程整体施工质量和施工效益，降低工程施工成本，机制砂的应用率也在持续增加，但由于配置比例不规范、配置时间把控不合理等问题的影响，机制砂配置作业成效与预期配置作业要求之间始终存在一定差距，长此以往工程整体施工效率也将受到一定影响。

目前来看，在混凝土的工作性、收缩变形性等方面，天然砂和机制砂并无明显不同，但经大量调研数据分析可知，机制砂混凝土的力学性能、抗渗性能和抗碳化性能要远高于天然砂混凝土性能。在进行配置过程中，除了受上述因素外，如下问题的存在也是影响机制砂配置作业质量的重要因素，即：

（1）生产厂家的繁杂。在当前多元化市场竞争环境下，机制砂生产厂家的数量相对较多，但也由于部分为小作坊生产模式，在生产过程中统一市场监督的缺失，导致产品质量难以得到有效控制，长此以往在影响机制砂混凝土配置质量的同时，对工程整体施工也是十分不利的。

（2）市场竞争的白热化。伴随经济全球化和一体化建设进程的不断加快，企业规模和数量的持续增加，在推动国民经济进一步发展的同时，由于市场竞争的白热化，导致部分企业为提升自身经济利润，制出的机制砂品质虽优于水洗机制砂，但却无法满足全机制砂生产混凝土的需要等问题，进而对工程整体施工质量造成了一定影响。

3 机制砂混凝土配置问题的优化处理对策

3.1 加强对机制砂中石粉含量的重视

在当前机制砂以及机制砂混凝土应用过程中，石粉量对于应用性能的影响力很大，根据大量调研数据分析，机制砂中的石粉粒径一般是泥粒径的四倍，适量的石粉在提高混凝土作业性能的基础上，还能有效地提高了工程施工质量。因此，为了确保预期施工作业目标按质按量的完成，施工单位要加强对石粉含量的重视。

3.2 不断优化机制砂混凝土的配合比

在机制砂混凝土配置过程中，配置方案设计的科学性与否，对机制砂混凝土的配置质量和工程施工作业成效具有直接影响。但相比天然砂混凝土配置，为确保机制砂混凝土配置作业取得预期成效，不断优化机制砂混凝土的配合比是十分必要的，为此相关部门需加强对配置成分和性能的全面化了解，并通过将水灰比放大0.05来提高混凝土强度，最终为预期施工目标的达成创造良好条件。

4 结语

简而言之，综合上述原因，即符合或者接近使用标准的机制砂几乎不存在，加之与机制砂联合使用的细砂、特细砂的缺乏，给现今的混凝土用砂造成极大的困难，为此希望政府通过相关政策鼓励和引导及行业部门监管，逐步改变现状，为预拌混凝土用砂（全机制砂生产）创造有利条件。