導(dǎo)語(yǔ)：機(jī)制砂在交通工程的應(yīng)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

[摘要]文章主要從機(jī)制砂對(duì)混凝土和易性、強(qiáng)度、耐久性3個(gè)方面的影響進(jìn)行了探析，總結(jié)出了在交通工程中應(yīng)用時(shí)，思想重視、保持制砂工藝先進(jìn)性、技術(shù)補(bǔ)充3個(gè)方面要點(diǎn)，謹(jǐn)供參考。

[關(guān)鍵詞]機(jī)制砂；交通工程；混凝土；石粉

1機(jī)制砂概述

機(jī)制砂是指經(jīng)除土開(kāi)采、機(jī)械破碎、篩分制成的粒徑在4.75mm以下的巖石顆粒（不包括軟質(zhì)巖、風(fēng)化巖石的顆粒）。JT/T819—2011《公路工程水泥混凝土用機(jī)制砂》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了公路工程水泥混凝土用機(jī)制砂的定義、分類(lèi)與規(guī)格、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則，以及標(biāo)志、運(yùn)輸和儲(chǔ)存。標(biāo)準(zhǔn)適用于公路工程預(yù)拌混凝土、現(xiàn)場(chǎng)拌和混凝土及混凝土制品使用的機(jī)制砂。標(biāo)準(zhǔn)中將機(jī)制砂分為I類(lèi)、II類(lèi)、III類(lèi)：I類(lèi)母巖巖石抗壓強(qiáng)度一般大于80MPa，宜用于強(qiáng)度等級(jí)大于或等于C60的混凝土；II類(lèi)母巖巖石抗壓強(qiáng)度一般大于60MPa，強(qiáng)度等級(jí)大于或等于C30、小于C60以及有抗凍、抗?jié)B要求的混凝土；III類(lèi)母巖巖石抗壓強(qiáng)度一般大于30MPa，宜用于強(qiáng)度等級(jí)小于C30的混凝土。標(biāo)準(zhǔn)中還按照粗細(xì)程度將機(jī)制砂分為粗砂、中砂2種規(guī)格，粗砂細(xì)度模數(shù)為3.9~3.1，中砂細(xì)度模數(shù)為3.0~2.3。

2機(jī)制砂應(yīng)用概述

國(guó)內(nèi)各個(gè)領(lǐng)域目前機(jī)制砂的應(yīng)用情況：在水電工程領(lǐng)域，幾乎全部自產(chǎn)機(jī)制砂生產(chǎn)預(yù)拌混凝土；在房建領(lǐng)域，有一定比例使用了機(jī)制砂，受地方行政導(dǎo)向影響，不同城市間使用比例不同；而在公路、鐵路、港口等交通工程中，機(jī)制砂生產(chǎn)預(yù)拌混凝土的比例較低。近幾年，河砂、湖砂作為短時(shí)間內(nèi)很難再生的自然資源，日漸珍貴，開(kāi)采量已經(jīng)迅速減少，可供交通工程使用的量變得匱乏；由于氯離子對(duì)鋼筋混凝土的破壞巨大、且破壞周期長(zhǎng)，淡化海砂也被限制在門(mén)外。機(jī)制砂，來(lái)源豐富，生產(chǎn)工藝日漸成熟，成本合理，在交通工程中或可作為天然砂的首選替代品。

3交通工程應(yīng)用探析

在交通工程中，通常需要關(guān)注混凝土3個(gè)方面指標(biāo)：和易性、強(qiáng)度、耐久性；機(jī)制砂對(duì)混凝土的這3個(gè)方面影響，需要分別進(jìn)行分析和探討。3.1對(duì)和易性的影響。3.1.1石粉機(jī)制砂中粒徑小于75μm的顆粒統(tǒng)稱(chēng)為石粉。RolandsCepuritis研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)度、比表面積是石粉的2個(gè)重要參數(shù)，對(duì)混凝土流變影響最大[1-2]。潘菲等的研究發(fā)現(xiàn)，0~45μm的粒徑區(qū)間是體現(xiàn)石粉性能最關(guān)鍵的部分，該部分顆粒存在最佳摻量，過(guò)多的細(xì)粉使機(jī)制砂混凝土流動(dòng)性顯著降低，過(guò)少則易離析、泌水[3]。毛永琳等的研究發(fā)現(xiàn)，石粉摻加方式對(duì)水泥漿體流動(dòng)性影響大，石粉內(nèi)摻時(shí)水泥漿體流動(dòng)性隨石粉摻量增加而增加；石粉外摻時(shí)水泥漿體流動(dòng)性直線下降[4]。研究證明，石粉的存在，對(duì)混凝土和易性既不是絕對(duì)的有害，也不是絕對(duì)的有利。只有在粒徑合理、含量適中時(shí)，石粉才能夠提高混凝土的工作性能。需要特別強(qiáng)調(diào)的是，石粉會(huì)大量吸附減水劑，對(duì)混凝土初始流動(dòng)度以及流動(dòng)度的保持都是有害的。工程現(xiàn)場(chǎng)在找到有效的應(yīng)對(duì)辦法之前，宜將機(jī)制砂的石粉含量控制在下限。3.1.2粒型相較于天然河砂而言，機(jī)制砂是由巖石破碎而成，其顆粒表面粗糙、多棱角，對(duì)混凝土的和易性顯然是不利的。普遍認(rèn)為，棱角越少、粒型越接近球形的機(jī)制砂對(duì)和易性的不利影響越小。在生產(chǎn)泵送混凝土、高強(qiáng)混凝土?xí)r應(yīng)對(duì)機(jī)制砂的粒型進(jìn)行特別甄選。3.1.3級(jí)配受不同廠家制砂工藝、母巖種類(lèi)和強(qiáng)度的影響，機(jī)制砂顆粒級(jí)配參差不齊。目前市面上級(jí)配不合理的機(jī)制砂較多，多數(shù)情況下，2.36mm~4.75mm與1.18mm~2.36mm兩級(jí)配超標(biāo)最為常見(jiàn)，而0.60mm~1.18mm與0.30mm~0.60mm兩級(jí)配常常不足，導(dǎo)致機(jī)制砂級(jí)配不良。這類(lèi)機(jī)制砂孔隙率高，配制的混凝土對(duì)用來(lái)包裹骨料、填充空隙的漿體量需求很高，混凝土常常會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)性差、漿骨分離、泌水、離析等，造成混凝土無(wú)法施工。與天然砂中的II區(qū)中砂接近時(shí)的級(jí)配，認(rèn)為是機(jī)制砂的理想級(jí)配。3.2對(duì)強(qiáng)度的影響。3.2.1石粉機(jī)制砂中大量的石粉填充了骨料空隙，使混凝土內(nèi)部更加密實(shí)，這也符合混凝土越密實(shí)，強(qiáng)度越高的理論。需要注意的是，存在一個(gè)最佳石粉含量，超過(guò)這個(gè)值，混凝土抗壓強(qiáng)度便會(huì)降低。筆者經(jīng)歷幾個(gè)項(xiàng)目后發(fā)現(xiàn)，這個(gè)最佳值，在不同機(jī)制砂中并不相同，需要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。在實(shí)際工程中，為了保證混凝土的和易性，一般會(huì)將機(jī)制砂混凝土水膠比適當(dāng)放大，單方用水量適當(dāng)提高，這是一種主動(dòng)的、可控的調(diào)控手段，對(duì)混凝土強(qiáng)度基本沒(méi)有危害。但應(yīng)注意用水量的超標(biāo)會(huì)導(dǎo)致開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)增加，需要把握合理尺度。應(yīng)當(dāng)區(qū)別看待的是，由外加劑被石粉吸附而導(dǎo)致的用水量變大，則屬于生產(chǎn)失控的一種情況，是很危險(xiǎn)的，這種情況下混凝土強(qiáng)度會(huì)失控，應(yīng)特別避免。3.2.2粒型由于機(jī)制砂表面粗糙、多棱角且尖銳，粘結(jié)力、機(jī)械咬合力均大于天然砂，因此在同等水膠比條件下，機(jī)制砂比天然砂配制的混凝土強(qiáng)度略高。3.2.3母巖在同條件下，分別用石灰?guī)r、玄武巖2種母巖制成的機(jī)制砂配制混凝土，發(fā)現(xiàn)C30強(qiáng)度差別不大，C60強(qiáng)度玄武巖略高于石灰?guī)r。3.3對(duì)耐久性的影響。混凝土的耐久性在實(shí)際工程中，常常是被忽略的一環(huán)。耐久性不足，不僅會(huì)增加使用工程中的維修費(fèi)用，影響工程的正常使用，還會(huì)過(guò)早地結(jié)束結(jié)構(gòu)的使用年限，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。對(duì)于有抗碳化、抗凍融、抗氯離子侵蝕、抗硫酸鹽侵蝕、抗堿-骨料反應(yīng)、抗磨要求的工程，在使用機(jī)制砂之前，應(yīng)參照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行耐久性驗(yàn)證。3.3.1母巖堿活性首先要重視的是母巖的堿-骨料反應(yīng)活性。擬應(yīng)用于高性能混凝土的機(jī)制砂應(yīng)進(jìn)行堿活性檢測(cè)，具有堿-碳酸鹽反應(yīng)活性的機(jī)制砂不得應(yīng)用。存在潛在堿-硅酸反應(yīng)危害時(shí)，必須采取抑制措施并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證方可應(yīng)用；比如可以摻入粉煤灰、沸石、礦粉等摻合料，對(duì)ASR有害膨脹進(jìn)行抑制。3.3.2母巖抗磨性路面和橋面混凝土使用的機(jī)制砂，應(yīng)檢驗(yàn)?zāi)笌r骨料磨光值，不宜使用抗磨性較差的泥巖、頁(yè)巖、板巖等水成巖類(lèi)母巖生產(chǎn)機(jī)制砂。3.3.3石粉顏從進(jìn)的研究認(rèn)為，天然砂中石粉含量的增加會(huì)降低混凝土抗氯離子滲透性能，但機(jī)制砂中石粉含量的增加對(duì)這一指標(biāo)的影響不明顯；另外，機(jī)制砂中石粉能改善混凝土的抗硫酸鹽侵蝕性能，C30和C60當(dāng)石粉含量分別達(dá)到20%和15%時(shí)基本不腐蝕[5]。

4機(jī)制砂應(yīng)用要點(diǎn)

4.1思想重視。對(duì)機(jī)制砂的態(tài)度，應(yīng)當(dāng)給予敬畏、但不畏懼。它的缺點(diǎn)很多，應(yīng)用不當(dāng)?shù)脑?huà)對(duì)工程影響較大，當(dāng)事項(xiàng)目、當(dāng)事人員應(yīng)當(dāng)保持畏懼之心。但它的優(yōu)點(diǎn)也很多，無(wú)論從工程保供角度、還是從經(jīng)濟(jì)性角度考量，都是有益的；并且我們已經(jīng)有了相應(yīng)的指導(dǎo)規(guī)范和成熟的技術(shù)支撐，當(dāng)事項(xiàng)目、當(dāng)事人員也不必畏懼。4.2制砂工藝先進(jìn)性。目前機(jī)制砂的生產(chǎn)工藝良莠不齊，應(yīng)用到交通工程中的機(jī)制砂，必須保持工藝的先進(jìn)性。據(jù)了解，目前先進(jìn)的機(jī)制砂生產(chǎn)工藝使用的是包含制砂機(jī)在內(nèi)的高效集約樓站式生產(chǎn)線，采用沖擊加滾動(dòng)碾壓復(fù)合破碎原理，區(qū)別于傳統(tǒng)立軸破的破碎方式，復(fù)核破碎可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)制砂顆粒的高效破碎；生產(chǎn)線可以對(duì)機(jī)制砂顆粒進(jìn)行一定程度的整形；還可以對(duì)粒徑進(jìn)行設(shè)計(jì)從而獲得更合理的級(jí)配。先進(jìn)工藝已經(jīng)基本可以解決傳統(tǒng)機(jī)制砂石粉含量多、粒形差、級(jí)配不合理的缺陷，交通工程對(duì)混凝土和易性、強(qiáng)度、耐久性要求較高，使用機(jī)制砂前應(yīng)對(duì)制砂工藝進(jìn)行優(yōu)選。4.3技術(shù)補(bǔ)充度。（最小透光率）和垂直火焰蔓延H等8項(xiàng)參數(shù)，區(qū)別在于B1級(jí)技術(shù)指標(biāo)要求更嚴(yán)格。一般來(lái)說(shuō)，電線電纜中大規(guī)格（非金屬材料占比較小）的低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴類(lèi)電纜以及常用的防火電纜能滿(mǎn)足B1級(jí)要求。而對(duì)于低煙無(wú)鹵阻燃類(lèi)中壓電力電纜，由于其絕緣為交聯(lián)聚乙烯，一般不能滿(mǎn)足B1級(jí)要求。聚氯乙烯護(hù)套或者阻燃聚烯烴類(lèi)類(lèi)阻燃類(lèi)電纜則能滿(mǎn)足B2級(jí)要求。如果樣品未達(dá)到B2級(jí)，則判定為B3級(jí)，即普通電纜。B1、B2分級(jí)試驗(yàn)中測(cè)量火焰蔓延、電纜熱釋放及產(chǎn)煙特性的試驗(yàn)裝置是基于GB/T18380.31建立[2]，同時(shí)增加了熱釋放和產(chǎn)煙特性的測(cè)試設(shè)備。與GB/T18380.32-36系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電線電纜成束阻燃性能試驗(yàn)相比，電纜燃燒性能分級(jí)試驗(yàn)在電纜安裝方式、電纜安裝數(shù)量、供火時(shí)間及點(diǎn)火源能量等方面有不同（見(jiàn)表2）。另外熱釋放測(cè)試系統(tǒng)在測(cè)量試驗(yàn)過(guò)程中排煙管道中的二氧化碳濃度、氧濃度和煙密度的光透射強(qiáng)度時(shí)，這些參數(shù)受測(cè)試設(shè)備的穩(wěn)定性影響較大，因此在試驗(yàn)之前需進(jìn)行充分的預(yù)熱，讓進(jìn)風(fēng)流量以及抽風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)速穩(wěn)定，同時(shí)注意排煙管道中氣體流量的控制。

5工程應(yīng)用分析

建筑內(nèi)電纜燃燒性能分級(jí)在工程建設(shè)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，公安部消防局曾于2018年《建筑高度大于250米民用建筑防火設(shè)計(jì)加強(qiáng)性技術(shù)要求（試行）》，其中規(guī)定：消防電梯和輔助疏散電梯的供電電線電纜應(yīng)采用燃燒性能為A級(jí)、耐火時(shí)間不小于3.0h的耐火電線電纜，其他消防供配電電線電纜應(yīng)采用燃燒性能不低于B1級(jí)，耐火時(shí)間不小于3.0h的耐火電線電纜，非消防用電線電纜的燃燒性能不應(yīng)低于B1級(jí)。電線電纜的燃燒性能分級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電纜及光纜燃燒性能分級(jí)》GB31247的規(guī)定。另外上海地方標(biāo)準(zhǔn)DGJ08—2048—2016《民用建筑電氣防火設(shè)計(jì)規(guī)程》第8.2.2條要求建筑高度大于250m的建筑、建筑面積大于250000m2的高層公共建筑以及建筑面積大于40000m2的地下、半地下商店所選用的電纜，應(yīng)通過(guò)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電纜及光纜燃燒性能分級(jí)》GB31247中的B1級(jí)試驗(yàn)。總體來(lái)看，《電纜及光纜燃燒性能分級(jí)》GB31247—2014標(biāo)準(zhǔn)頒布以來(lái)，應(yīng)用范圍還不是太廣，目前僅對(duì)超高層及人員密集場(chǎng)所要此要求。雖然我國(guó)阻燃耐火類(lèi)電纜已得到廣泛應(yīng)用和大量生產(chǎn)，我國(guó)也已多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)定電纜及光纜的相關(guān)燃燒性能及其試驗(yàn)方法。但是這些方法還相對(duì)獨(dú)立，GB31247—2014標(biāo)準(zhǔn)的有助于對(duì)電線電纜燃燒性能優(yōu)劣的綜合評(píng)價(jià)，也有助于更加科學(xué)、全面、客觀地反映其在實(shí)際火災(zāi)條件下的火災(zāi)危險(xiǎn)性，未來(lái)將在更多的工程建設(shè)及相關(guān)部門(mén)/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中得到應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[2]公安部四川消防研究所，等.電纜或光纜在受火條件下火焰蔓延、熱釋放和產(chǎn)煙特性的試驗(yàn)方法：GB/T31248—2014[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015.

[3]包光宏，程道彬.電纜及光纜燃燒性能分級(jí)解讀：GB31247—2014[J].建筑電氣，2015，34（07）：18-21.

作者:王國(guó)友 趙爽 陶軍 王樂(lè) 單位:江蘇蘇博特新材料股份有限公司