对“预拌机制砂混凝土技术规程”的解读

陈寒斌，皮永诚，林维，陈普法

(1.中国人民解放军后勤工程学院,重庆 400042；2.重庆市混凝土协会，重庆 400042；3.重庆鑫益成建筑材料有限公司，重庆 400042)

1 前言

《预拌机制砂混凝土技术规程》J11557—2010于2009年9月2日由重庆市建设委员会组成的专家组评审通过，并于2010年3月1日作为推荐性标准颁布实施。

这是国内首次实施的以机制砂作为单一细骨料用于预拌混凝土的技术规程。专家们在评审中认定：规程确定的机制砂石粉含量技术要求突破了现有国家标准和行业标准的有关规定。大量工程应用实践证明，本规程确定的石粉含量限值科学、合理，对于保证单一机制砂生产预拌混凝土的质量，减轻石粉对环境的污染，提高应用效率均具有重要现实意义。

“预拌机制砂混凝土技术规程”的编制及实施，使机制砂的应用上了一个新台阶，也是预拌混凝土技术的一大突破。

重庆市之所以编制本标准是形势所迫。重庆地区的天然砂，就是细度模数小于1.6的特细砂，随着建筑业的迅猛发展，以及日益严格的环境保护要求，使特细砂的产量大幅减少，供应十分紧张，价格迅猛飙升，而且粒径显著减小。如2009年冬，特细砂的细度模数降至0.3～0.2，甚至更小。因此，用较粗机制砂与特细砂复配的混合砂，也无法满足国标或行标的相关技术指标的要求。也就是说，重庆商品混凝土的生产遇到了极大的困难，无法保证搅拌站的正常生产。于是，在2007年重庆市混凝土协会组织专家论证，向市建委申请了用单一机制砂配制预拌混凝土的科研课题。

本规程的主要内容包括：原材料、配合比、生产、运输、泵送、施工、质量要求与验收、结构实体混凝土强度质量验收、质量问题的处理等。技术规程的重点是机制砂的质量和所配制的混凝土性能控制。

2 机制砂的质量

根据重庆特点，本规程指的机制砂系指用制砂设备生产的颗粒状的公称粒径小于5.00mm的石灰岩石颗粒，卵石机砂也可参照执行。

2.1 机制砂的级配

考虑到预拌泵送混凝土及机制砂与天然河砂的形成条件与表面特征不同，因此，砂的级配基本上采用中砂级配区，机制砂的细颗粒的含量略高一些，机制砂中通过0.315mm筛孔的颗粒含量不应少于15%。见表1。

表1 机制砂的级配

2.2 石粉的含量

机制砂中的石粉允许含量的多少是关系到机制砂混凝土的技术性能与资源如何充分利用的一对矛盾。编制组对石粉允许取值的指导思想是：确保混凝土质量的前提下，最大限度地对石粉资源有效利用，也利于减轻石粉对环境的污染。为此，在研究、分析了大量国内外的技术资料（包括相关标准）及国内相关企业的生产技术资料后，进行了相当数量的试验论证。确定了机制砂的石粉允许含量的取值，见表2。

表2 机制砂中的石粉允许含量 %

表3 机制砂压碎指标值

本规程在C30～C40的混凝土中与JGJ52—2006标准相比，石粉允许含量提高了3个百分点，在不大于C20混凝土中提高了4个百分点。它们在整个混凝土生产量中，将占到70%，甚至更高份额，这对石资源的充分利用与环境保护作用极为明显。

2.3 机制砂的压碎指标值也作了适当的调整

本规程与行业标准和重庆市地方标准机制砂压碎指标值对比见表3。

3 预拌机制砂混凝土的技术性能

为了使本技术规程具有可操作性，在研究分析了国内外有关技术资料的基础上，进行了机制砂的检测与人工级配的试验、混凝土配合比设计与试验、混凝土弹性模量与轴心抗压强度的试验、混凝土抗渗性试验、混凝土抗裂与收缩试验。这些试验结果，为“预拌机制砂混凝土技术规程”提供了相关的技术参数与编制依据。

3.1 预拌机制砂混凝土的配合比设计与试验

预拌机制砂混凝土的配合比设计首先遵照“普通混凝土配合比设计规程”（JGJ55—2000）、“预拌混凝土”（GB/T14902—2003）、“混凝土泵送施工技术规程”（JGJ/T10—95）以上三个标准的有关技术规定。

但机制砂有其自身的特点，导致其混凝土配合比设计与普通混凝土不完全一致的地方，为了有效保证混凝土生产控制，因此在混凝土配合比设计中提出了主要技术参数的控制：

（1）机制砂的细度模数宜控制在2.4～2.8范围内；

（2） 预拌机制砂混凝土的砂率宜控制在35%～45%范围内；

（3）预拌机制砂混凝土拌合物的入泵坍落度宜控制在210±20mm范围内；混凝土拌合物的扩展度不宜小于400mm。

以上技术参数，在通常情况下是应该也可以实施的。但某些工程由于受条件限制，不一定能达到，如经试验证实，采取一定措施，对预拌机制砂混凝土质量不形成影响，也可以超越有关的技术参数，所以，本规程此处用了一个“宜”字。

3.2 预拌机制砂混凝土的配制

用细度模数为2.0、2.5、2.9分别配制的混凝土，均具有与普通混凝土一样的龄期效应的规律性；7d、28d的混凝土抗压强度与灰水比之间具有良好的线性相关性；机制砂混凝土的保水性、粘聚性优于普通混凝土，但混凝土的扩展度小于普通混凝土，其振动和易性与普通混凝土无大差异。

混凝土抗压强度、轴心抗压强度在水泥用量相同、坍落度相同的条件下，同龄期的机制砂混凝土、中砂混凝土、卵石机制砂混凝土无大差异。

编制组在强度试验方面，试验值仅达到了70MPa多一些的试验数据，因此，本规程在总则中规定了混凝土强度等级适用于不大于C60的混凝土。

3.3 预拌机制砂混凝土的弹性模量

砂的细度模数基本相同的条件下，机制砂混凝土的弹性模量低于中砂混凝土、卵石机砂混凝土。即使如此，水泥用量在270kg/m3的条件下，机制砂混凝土的弹性模量达3.80×104MPa，能达到《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）的C80混凝土的规定值。

3.4 预拌机制砂混凝土的收缩性

机制砂混凝土的抗裂性能与机制砂的细度模数大小（在2.0～2.9范围内）无明显的关联性。机制砂混凝土的收缩变形值，在水泥用量相同的条件下，均比中砂混凝土、卵石机砂混凝土要大一些。这就要求机制砂混凝土在浇筑完成后的振捣、抹面、养护等的施工工艺，必须严格执行国标有关规范、规程操作，尤其是养护工艺。

3.5 预拌机制砂混凝土的抗渗性

在低水泥用量（270kg/m3）条件下的机制砂混凝土的抗渗透性能优于中砂混凝土与卵石机制砂混凝土。

4 本技术规程的基本特点

（1）用机制砂作为单一细骨料来配制预拌混凝土，是国内第一部地方性技术标准，因为没有经验、没有先例，因此在采用岩种方面、混凝土强度等级方面，给予了较严格的限制。随着时间的推移、技术的发展、经验的积累，相信在今后将会有所突破。

（2）因为机制砂的生产是规模化、工业化生产，而且是作为商品出售的，因此，要求机制砂生产企业应建立与规模相适应的质量检测体系，这显然与地材的天然砂，在管理体系上有所区别，即上升了一个台阶。

（3）本规程强调了技术质量的管理层面。如本技术规程的第7章的技术协作、第3章、第11章等某些条款。这是由于技术必须通过管理才能得到落实，这里也蕴含了重庆市目前施工队伍素质参差不齐的因素。

（4）重庆市混凝土工程程序基本上是混凝土浇筑前是由预拌混凝土生产企业承担，混凝土浇筑后是由施工单位承担的。而结构实体混凝土强度质量是施工单位加入了不少施工元素，这些元素对结构实体混凝土强度将会产生影响，有时产生明显影响，为此，单独立了一章，以区别于以往的一些标准与规程。

（5）由于某些原因，如试模的质量、试件的制作、养护等不到位，形成试件质量检验不合格的情况时有发生，但这并不表示该混凝土质量就是不合格。因此本规程制定了第11章的“质量问题的处理”。