機制砂在混凝土工程中的應用技術指南

Guidelines of Application of Manufactured Sand in Concrete Projects

前 言

我國近年來基礎設施建設日新月異，對建筑用砂的需求迅猛增長。作為短時間內不可再生的地材資源，天然砂分布很不均勻，長距離運輸給工程建設帶來承重負擔。目前，不少地區(qū)的優(yōu)質的天然砂資源已近枯竭，由于各種禁采政策也使得建筑用砂供需矛盾日益突出。而現(xiàn)代混凝土對砂的技術要求越來越高，特別是高強度等級和高性能混凝土對骨料的要求很嚴，能滿足其要求的天然砂數(shù)量越來越少，而社會對節(jié)約資源、可持續(xù)發(fā)展的要求越來越高。生產(chǎn)高質量的機制砂以及配制高質量的人工砂已經(jīng)勢在必行而且日漸緊迫。

機制砂是巖石經(jīng)除土開采、機械破碎、篩分制成的，粒徑在4.75 mm以下的巖石顆粒。與天然砂相比，機制砂的顆粒表面粗糙、多棱角，細度模數(shù)大，級配不良，最明顯是機制砂小于0.075mm的石粉含量高（這種石粉與天然砂中的泥粉有本質區(qū)別）。機制砂的上述特性對混凝土拌和物的工作性、終飾性能以及硬化混凝土的強度、體積穩(wěn)定性和耐久性均會產(chǎn)生影響，因此對其配合比設計、施工和養(yǎng)生等提出了新的要求。

為促進機制砂的推廣應用，提高機制砂混凝土的應用水平，本指南規(guī)定了機制砂的生產(chǎn)、檢驗、驗收，對《建筑用砂》（GB/T14684-2001）中有關機制砂的顆粒級配和石粉含量限值等技術指標進行的一點的修正，特別強調了機制砂普通混凝土與機制砂高性能混凝土的原材料選擇、配合比設計方法，適用于機制砂的生產(chǎn)、質量控制與機制砂混凝土的配制、施工。

本指南還對采用機制砂制備人工砂的技術要求進行了適當?shù)年U述。

本指南將在工程應用過程中逐步完善。

目 錄

1 總 則1

2 術 語1

3 機制砂的生產(chǎn)、檢驗與驗收2

4 機制砂的質量標準3

4.1 分級與規(guī)格3

4.2 質量標準3

5 機制砂的試驗方法5

6 機制砂普通混凝土配合比設計6

6.1 原材料6

6.2 配合比設計7

7 機制砂高性能混凝土配合比設計8

7.1原材料8

7.2 混凝土配合比11

8 機制砂混凝土的施工14

9 機制砂混凝土的驗收15

1 總 則

1.1 遵照國家標準《建筑用砂》GB/T 14684-2001的規(guī)定，為正確使用機制砂、合理采用機制砂配制人工砂，保證機制砂混凝土和人工砂混凝土的質量，特制定本指南。

1.2 本指南適用于機制砂和人工砂預拌混凝土、現(xiàn)場攪拌混凝土及混凝土制品。

1.3 機制砂、人工砂的質量標準及檢驗方法，以及按本指南配制混凝土和生產(chǎn)混凝土制品時，除應符合本指南外，尚應符合國家和行業(yè)現(xiàn)行有關標準、規(guī)范中強制性條文的規(guī)定。

2 術 語

2.1 人工砂

經(jīng)除土處理的機制砂、混合砂的統(tǒng)稱。

機制砂：巖石經(jīng)除土開采、機械破碎、篩分制成的，粒徑在4.75 mm以下的巖石顆粒，但不包括軟質巖、風化巖石的顆粒。

混合砂：由機制砂和天然砂、機制砂與工業(yè)廢棄物等混合制成的砂。

2.2 泥塊含量

機制砂中原粒徑大于1.18 mm，經(jīng)水浸洗、手捏后變成小于600μm的顆粒的含量。

2.3 石粉含量

機制砂中粒徑小于75μm的顆粒含量。

2.4 亞甲藍MB值

用于判定機制砂中粒徑小于75μm顆粒主要是泥土還是與被加工母巖化學成分相同的石粉的技術指標。

2.5 輕物質

表觀密度小于2000 kg/m3的物質。

2.6 壓碎指標

用于檢驗機制砂在自然風化和其它外界物理化學因素作用下抵抗破裂的能力及控制其顆粒形狀的技術指標。

2.7 堿集料反應

指水泥、外加劑等混凝土組成物及環(huán)境中的堿與集料中堿活性礦物在潮濕環(huán)境下緩慢發(fā)生并導致混凝土破壞的膨脹反應。

2.8 膠凝材料

用于配制混凝土的水泥與粉煤灰、磨細礦渣、沸石粉和硅灰等礦物摻合料的總稱。礦物摻合料在混凝土配比中的用量，通常以其占膠凝材料總量的百分比（重量比）表示。

2.9 粉體材料

機制砂混凝土中膠凝材料與石粉的總稱。

2.10 工業(yè)固體廢棄物

以固態(tài)賦存的工業(yè)副產(chǎn)品，用于配制人工砂的工業(yè)固體廢棄物必須具有良好的物理化學穩(wěn)定性。

2.11 水膠比

混凝土配制時的用水量與膠凝材料總量之比。在高性能混凝土的配合比中，常以膠凝材料用量的概念取代傳統(tǒng)的水泥用量，并以水膠比取代傳統(tǒng)的水灰比，作為判斷混凝土密實性或耐久性的一個宏觀指標。

2.12 水粉比

機制砂混凝土中水與膠凝材料和石粉質量之和的比值。

2.13 機制砂混凝土

以機制砂為全部細骨料配制的混凝土。

2.15 高性能混凝土

采用常規(guī)材料和常規(guī)工藝制造，具有混凝土結構所要求的各項力學性能，且具有耐久性、高工作性和高體積穩(wěn)定性的混凝土。這種混凝土在配合比上特點是摻加合格的礦物摻合料和高效減水劑，采用較低的水膠比和較少的水泥用量，并在制作上通過嚴格的質量控制，使其達到良好的工作性、均勻性、密實性和體積穩(wěn)定性。的強度等級C50~C80水泥基混凝土。

3 機制砂的生產(chǎn)、檢驗與驗收

3.1 機制砂的生產(chǎn)應符合下列規(guī)定：

1）新建砂場應做好礦山資源的勘察工作，經(jīng)現(xiàn)場取樣，巖石的抗壓強度、巖性和SO3含量分析測試后，確定石料場和制砂場。對于覆蓋土層較厚、夾層含泥較多、母巖強度低以及巖石分層成片狀等質量差的礦山應避免就地建場。巖石抗壓強度、SO3含量和堿活性等必須符合規(guī)定。宜使用潔凈、質地硬質、無軟弱顆粒及無風化石的石灰?guī)r、白云巖、花崗巖、石英巖、輝綠巖和玄武巖等巖石生產(chǎn)機制砂，不宜使用泥巖、頁巖、板巖等巖石生產(chǎn)機制砂。

2）石料場確定后，應人工或機械清除表面覆蓋土層或軟弱風化層，使巖層裸露。

3）巖石開采破碎度要好，以符合制砂機的喂料要求。

4）制砂機安裝應離采石場爆破區(qū)150m~200m以外，確保開采與制砂生產(chǎn)安全。

5）適用于制砂的破碎設備有：棒磨式、反擊式、立式?jīng)_擊破碎機等，不宜采用單純的錘式破碎機。

6）制砂中機制砂的石粉含量宜通過水洗、風選或收塵系統(tǒng)進行調整，并根據(jù)具體情況選擇適宜的洗砂機、收塵器或選粉設備。

7）加工好的機制砂在連續(xù)10次（每小時抽樣1次）抽樣檢測，至少有9次的細度模數(shù)與10次抽樣的細度模數(shù)平均值相差不大于0.2。

3.2 機制砂的檢驗應符合下列規(guī)定：

1）機制砂必須按GB/T 14684-2001《建筑用砂》規(guī)定的試驗方法，進行檢驗，并向質量管理部門備案。

2）質量檢驗的項目包括：顆粒級配，泥塊含量，石粉含量，有害物質，壓碎指標，母巖抗壓強度，表觀密度、堆積密度、空隙率，堿集料反應活性。

3.3 機制砂的驗收應符合下列規(guī)定：

1）出廠檢驗：機制砂出廠時，供需雙方在廠內驗收產(chǎn)品，生產(chǎn)廠應提供產(chǎn)品質量合格證書，其內容包括：母巖的巖性、母巖抗壓強度、砂的級別、規(guī)格和生產(chǎn)廠名；批量編號及供貨數(shù)量；出廠檢驗結果、日期及執(zhí)行標準編號；合格證編號及發(fā)放日期；檢驗部門及檢驗人員簽章。

2）進場復檢：使用機制砂生產(chǎn)混凝土或制品時，應按機制砂出廠檢驗同等批量進行進場復檢并進行分級評定。復檢的項目包括：顆粒級配、細度模數(shù)、泥塊含量、石粉含量（含亞甲藍試驗）、壓碎指標。

3.4 機制砂的運輸和貯存應符合下列規(guī)定：

機制砂在堆放、裝卸和運輸過程中，應防止顆粒離析、混入雜物、粉塵飛揚，并應按巖性、級別、規(guī)格分別堆放和運輸，堆放高度不宜超過5 m。

4 機制砂的質量標準

4.1 分級與規(guī)格

4.1.1 分級

機制砂按技術要求分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級。

Ⅰ級宜用于強度等級大于等于C65的混凝土；Ⅱ級宜用于強度等級C35~C60及抗凍、抗?jié)B或其它要求的混凝土；Ⅲ級宜用于強度等級小于等于C30的混凝土。

4.1.2 規(guī)格

機制砂的粗細程度按細度模數(shù)分為粗砂、中砂、細砂三種規(guī)格，其細度模數(shù)分別為：

粗砂：3.7～3.1

中砂：3.0～2.3

細砂：2.2～1.6

4.2 質量標準

機制砂的質量標準應符合本指南第4.2.1條~第4.2.8條的規(guī)定。

4.2.1 顆粒級配

機制砂按600μm篩孔的累計篩余量（以質量百分率計，下同）分成三個級配區(qū)（見表1），其顆粒級配應處于表1中的任何一個區(qū)以內。機制砂的實際顆粒級配與表中所列數(shù)字相比，除4.75mm、600μm篩檔外，可以略有超出，但超出總量應小于5%。

表1 機制砂的顆粒級配區(qū)

注：1）當采用機制砂的顆粒級配不符合表1的要求時，應采取相應的技術措施，經(jīng)試驗證明能確保工程質量的前提下，經(jīng)監(jiān)理和指揮部認可后方允許使用。

2）配制混凝土時宜優(yōu)先選用Ⅱ區(qū)砂。當采用Ⅰ區(qū)砂時，應提高砂率，并保持足夠的水泥用量，以滿足混凝土的和易性；當采用Ⅲ區(qū)砂時宜適當降低砂率。

3）對于泵送混凝土用砂，宜選用中砂。

4.2.2 石粉含量和泥塊含量

機制砂中的石粉含量和泥塊含量應符合表2的規(guī)定。

表2 機制砂中泥塊含量和石粉含量限值

注：1）石粉含量大于10%但小于等于15%情況下，根據(jù)使用部位和用途，經(jīng)試驗證明能確保工程質量的前提下，經(jīng)監(jiān)理和指揮部認可后方可使用。

2）石粉含量大于7%但小于等于10%情況下，根據(jù)使用部位和用途，經(jīng)試驗證明能確保工程質量的前提下，經(jīng)監(jiān)理和指揮部認可后方可使用。

3）對有抗凍、抗?jié)B或其它特殊要求的小于等于C25混凝土用砂，其泥塊含量應不大于1.0%。

4.2.3 有害物質

機制砂中不應混有草根、樹葉、樹枝、塑料、煤塊、爐渣、瀝青等雜物。機制砂中如含有云母、輕物質、有機物、氯化物、硫化物及硫酸鹽等有害物質，應符合表3的規(guī)定。

表3 機制砂中的有害物質限值

注：1）有抗凍、抗?jié)B要求的混凝土，機制砂中云母含量不應大于1.0%。

2）機制砂中如發(fā)現(xiàn)含有顆粒狀的硫酸鹽或硫化物雜質時，則要進行專門檢驗，確認能滿足混凝土耐久性要求時，方能采用。

4.2.4 壓碎指標

機制砂的壓碎指標應符合表4的規(guī)定。

表4 機制砂壓碎指標

4.2.5 巖石抗壓強度

機制砂母巖強度首先應由生產(chǎn)單位提供，火成巖不宜小于100MPa，變質巖不宜小于80MPa，水成巖不宜小于60MPa。對配制C60及以上混凝土的機制砂，其母巖抗壓強度與混凝土強度等級之比不宜小于1.5。

4.2.6 表觀密度、堆積密度、空隙率

機制砂的表觀密度、堆積密度、空隙率應符合如下規(guī)定：表觀密度大于2500 kg/m3、松散堆積密度大于1350 kg/m3、空隙率小于47%。

4.2.7 堿集料反應

采用砂漿棒快速法進行堿集料反應活性檢驗的機制砂砂漿棒試件無裂縫、酥裂、膠體外溢等現(xiàn)象，且在規(guī)定試驗齡期的膨脹率應小于0.1%，否則應采取抑制堿—集料反應的技術措施。

4.2.8 磨光值

路面和橋面混凝土所用機制砂，還應檢驗砂漿磨光值，其值宜大于35，不宜使用抗磨性較差的泥巖、頁巖、板巖等水成巖類母巖品種生產(chǎn)機制砂。

5 機制砂的試驗檢測方法

機制砂的取樣、試樣數(shù)量、試樣處理、試驗方法應符合GB/T 14684-2001《建筑用砂》的第6章的有關規(guī)定。機制砂母巖抗壓強度試驗應符合GB/T 14685-2001《建筑用卵石、碎石》的第6章的有關規(guī)定。

6 機制砂普通混凝土配合比設計

6.1 原材料

6.1.1 機制砂混凝土所用原材料的技術要求，機制砂應符合本指南第4章規(guī)定，水泥、粗骨料、化學外加劑、礦物摻合料、水應符合有關國家和行業(yè)現(xiàn)行標準、規(guī)范的要求。

6.1.2 機制砂混凝土所用水泥品種和強度等級，應根據(jù)混凝土使用環(huán)境與設計強度等級要求進行選擇。水泥強度等級可按表5規(guī)定選擇。

表5 機制砂混凝土所用水泥強度等級的選擇

6.1.3 機制砂的級別根據(jù)混凝土設計強度等級選擇，宜優(yōu)先選用中粗砂，細度模數(shù)在2.5~3.7。由于機制砂加工中易造成顆粒比較集中，在加工過程中應特別注意，不宜使其顆粒太粗。太粗則混凝土漿體太少，易出現(xiàn)蜂窩麻面等外觀缺陷，太細則增加需水量，會降低混凝土強度。機制砂不能簡單地通過堆積密度或空隙率的大小來判斷其級配的好壞，因為機制砂一般級配不良，但由于其中較高的石粉含量，導致其堆積密度增大，空隙率減小。

6.1.4 當采用的機制砂級配不符合本標準4.2.1條技術要求，或配制的混凝土和易性不能滿足設計要求時，宜考慮采用機制砂與適宜細度模數(shù)的天然砂按一定比例摻配的混合砂，以滿足不同要求的混凝土。

6.2.5 機制砂石粉含量限值的控制，應根據(jù)本指南第4.2.2條，按混凝土強度等級的高低相應控制為5%、7%、10%。通過試驗論證，機制砂中的石粉含量允許按下列規(guī)定放寬：配制C35~C60的混凝土混凝土，石粉含量允許放寬到10%；當配制強度等級小于等于C30的高流動性混凝土或采用較高強度等級水泥配制強度等級小于等于C30的混凝土時，石粉含量允許放寬到15%。

6.2.6 機制砂中含有一定數(shù)量的石粉含量，宜作為改善中低強度特別是泵送中低強度機制砂混凝土和易性的手段。與天然砂相比，機制砂具有級配較差、細度模數(shù)偏大、表面粗糙、顆粒尖銳有棱角等特點，這對混凝土的和易性是不利的，特別是配制強度等級低的或大流動性混凝土時可引起較大泌水率，但機制砂中含有一定數(shù)量的石粉能明顯改善混凝土的工作性，提高混凝土的強度和耐久性。因此，機制砂中宜保持適宜的石粉含量并進行經(jīng)常性的測定，石粉含量控制在5%～10%較為適宜。

6.1.7 機制砂混凝土所用化學外加劑，應符合GB/T 8077-2000《混凝土外加劑》的規(guī)定。

6.1.8 機制砂混凝土所用礦物摻合料的品種宜為粉煤灰、礦渣粉等。粉煤灰的技術要求應符合GB1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的規(guī)定，礦渣粉的技術要求應符合GB/T 18046-2000《用于水泥和混凝土中的?；郀t礦渣粉》的規(guī)定。

6.2 配合比設計

6.2.1 機制砂混凝土的配合比設計應根據(jù)原材料品質、混凝土設計強度等級、耐久性以及施工工藝對工作性的要求，通過計算、試配、調整等步驟選定。配制的混凝土拌和物性能應滿足施工要求，配制成的混凝土應滿足設計強度、耐久性等質量要求。

6.2.2 機制砂混凝土配合比按JGJ55-2000《普通混凝土配合比設計規(guī)程》中混凝土配合比的計算步驟進行計算，水灰比與強度關系式仍遵循天然砂普通混凝土強度計算公式。即：

（1）計算配制強度fcu,0并求出相應的水灰比；

（2）選取每m3混凝土的用水量，計算出每m3混凝土的水泥用量；

（3）選取砂率，計算粗、細骨料的用量，并提供試配的計算配合比。

6.2.3機制砂混凝土的單位用水量，首先按JGJ55-2000《普通混凝土配合比設計規(guī)程》中混凝土配合比設計中的基本參數(shù)規(guī)定進行初選，再通過試驗進行調整。機制砂的級配、粒形、粗糙度與天然砂有明顯區(qū)別，且含有一定數(shù)量的石粉，機制砂混凝土的用水量與這些因素密切相關。在不摻外加劑前提下，達到相同坍落度，機制砂混凝土的需水量一般高于天然砂混凝土，并且石粉含量越高，需水量越大。為了避免由于機制砂混凝土用水量的提高而增加水泥用量，機制砂混凝土的配制宜摻用減水劑，其摻量可近似地按混凝土中粉體材料質量（膠凝材料與石粉質量之和）百分比確定。

6.2.4 機制砂混凝土的工作性對用水量的改變和砂率的變化比較敏感。一旦機制砂級配不良、砂率選擇不當、用水量偏高、減水劑選擇不當或摻量過高，易造成機制砂混凝土在出機、卸料過程中離析、振后易泌水，在配合比設計和調整時應充分考慮到這一點。

6.2.5 機制砂混凝土的砂率不宜按天然砂混凝土砂率的取值方法直接選取，而應根據(jù)機制砂自身細度模數(shù)、顆粒級配、石粉含量，并按所選水膠比（同時參考水粉比，即水與膠凝材料和石粉質量之和的比值）及碎石最大粒徑通過試驗確定。

6.2.6 機制砂混凝土的砂率一般較天然砂混凝土高3%~6%，試驗時宜按“五點法”進行砂率優(yōu)選，即在砂率范圍35%~43%范圍內每間隔2%選取一個砂率進行混凝土拌和物和易性試驗，以混凝土的和易性達到最佳為合理砂率。用于泵送混凝土應相應增加砂率。機制砂細度模數(shù)越小、級配越好、石粉含量越大，合理砂率越小。在保證混凝土拌和物粘聚性良好的前提下，應盡可能選取較小的砂率，以保證混凝土的彈性模量和干燥收縮。

6.2.7 機制砂顆粒由于棱角尖銳和表面較粗糙，因而拌制的混凝土和易性較差，特別是在配制中低強度塑性混凝土或大坍落度混凝土時，可引起混凝土的較大泌水率，且對用水量敏感，但機制砂中通常含有適量的石粉可以部分改善混凝土的工作性，機制砂混凝土的工作性也可通過摻加減水劑、引氣劑、增粘劑或優(yōu)質粉煤灰、磨細礦渣等加以改善。

6.2.8與天然砂混凝土相比，機制砂混凝土的配制無需增加水泥用量。特別是配制水灰比較大的中、低強度塑性混凝土或大坍落度混凝土時，機制砂的高石粉含量對改善混凝土的工作性和節(jié)約水泥用量非常重要，同時可利用機制砂中的石粉解決高強等級水泥配制低強度等級或大坍落度混凝土時的混凝土強度富余過大與工作性差之間的矛盾。

6.2.9機制砂中的石粉可替代煤灰摻合料使用，其摻量可在膠凝材料質量的10~20%范圍通過試驗確定，石粉作摻合料對混凝土強度的影響相當于同等摻量II級或I級粉煤灰的作用效果。

6.2.10機制砂配制對抗凍性有較高要求的混凝土時，應充分考慮機制砂品質的影響，并可通過摻入適量引氣劑提高機制砂混凝土的抗凍性。

6.2.11 由于機制砂的表觀密度一般較天然河砂大，導致機制砂混凝土容重高，因此在采用假定容重法進行配合比設計計算時，機制砂混凝土的假定容重應控制約比相應的天然河砂混凝土高30~40 kg/m3。

7 機制砂高性能混凝土配合比設計

7.1原材料

7.1.1 水泥

（1）配制C50及以上強度等級的高性能混凝土，宜選用強度等級不低于42.5、且質量穩(wěn)定的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。不宜使用早強水泥。

（2）為改善混凝土的抗裂性能和耐久性，水泥的技術要求除滿足國家標準的規(guī)定外，還宜滿足表6的規(guī)定。

表6 水泥的技術要求

7.1.2 礦物摻合料

（1）礦物摻合料應選用品質穩(wěn)定的產(chǎn)品，其品種宜為優(yōu)質粉煤灰、磨細礦渣、磨細天然沸石粉或硅灰等礦物摻合料或復合礦物摻合料。

（2）礦物摻合料的技術要求應滿足GB/T18736-2002《高強高性能混凝土用礦物外加劑》的規(guī)定，技術要求見表7。

7.1.3 機制砂

（1）機制砂宜選用專門機組生產(chǎn)的質地均勻堅硬、級配合理的中、粗砂，其細度模數(shù)宜在2.6~3.1之間；

（2）機制砂宜使用Ⅱ級及以上級別的機制砂，壓碎指標不得大于25%，機制砂的石粉含量符合表2的規(guī)定，C50~C60混凝土用機制砂石粉含量不高于7.0%，C65及以上等級混凝土用機制砂石粉含量不高于5.0%。

（3）機制砂的泥塊含量不得大于1.0%，配制C65及以上等級混凝土時，泥塊含量不應大于0.5%；

（4）機制砂的其他質量標準應符合本指南的規(guī)定。

表7 高性能混凝土用礦物摻合料技術要求

7.1.4 粗骨料

（1）粗骨料應選用質地均勻堅硬、級配合理、粒形良好、線膨脹系數(shù)較小的潔凈的碎石或碎卵石等碎石骨料。

（2）粗骨料的最大粒徑不應大于25mm，配制C80及以上等級的混凝土，粗骨料最大粒徑不應大于20mm。

（3）粗骨料宜采用15~25mm和5~15mm兩級粗骨料配合，其松散堆積密度應大于1500kg/m3，緊密空隙率宜小于40%，吸水率小于2%（用于干濕交替或凍融循環(huán)下的混凝土應小于1%）。

（4）粗骨料母體巖石抗壓強度與所配制的混凝土強度等級之比不應小于2。施工過程中碎石的強度用壓碎指標控制，其壓碎指標不大于12%。

（5）粗骨料的堅固性用硫酸鈉溶液循環(huán)浸泡法進行檢驗，試樣經(jīng)5次循環(huán)后，其質量損失率應符合：混凝土結構≤8%，預應力混凝土結構≤5%的規(guī)定。

（6）粗骨料的針、片狀顆粒含量不宜大于8%，不得混入風化顆粒，含泥量不應大于1%，配制C80及以上等級混凝土時，含泥量不應大于0.5%。當泥為非粘土質石粉時，允許含量可適當放寬。

（7）粗骨料的堿活性應首先采用巖相法檢驗。若粗骨料含有堿-硅酸反應活性礦物，其砂漿棒膨脹率應小于0.10%。否則應采用抑制堿-骨料反應的技術措施。不得使用具有堿-碳酸鹽反應活性的骨料。

（8）粗骨料的其他質量指標應符合GB/T 14685-2001《建筑用卵石、碎石》的規(guī)定。

7.1.5 外加劑

（1）高性能混凝土采用的外加劑，應符合GB/T 8076-1997《混凝土外加劑》及GB50119-2003《混凝土外加劑應用技術規(guī)程》的規(guī)定。所采用的減水劑應為高效減水劑，并應符合表8的技術要求。

（2）配制C50及以上強度等級的高性能混凝土，宜優(yōu)先選用高減水率、低堿、保坍效果好、低收縮率比的聚羧酸鹽高效減水劑，以降低用水量，增加礦物摻合料摻量，改善混凝土的抗裂性與耐久性。聚羧酸鹽高效減水劑的減水率宜在25%以上。

（3）選定減水劑品種前，宜與使用的水泥進行化學成分和劑量相容性檢驗，二者之間應有良好的相容性。

7.1.6 水

混凝土的拌和用水和養(yǎng)護用水，應符合JGJ63-89《混凝土拌和用水標準》的規(guī)定。

表8 外加劑的技術要求

續(xù)表8

7.2 混凝土配合比

7.2.1 混凝土的配合比設計應根據(jù)原材料品質、混凝土設計強度等級、混凝土耐久性以及施工工藝對工作性的要求，通過計算、試配、調整等步驟選定。配制的混凝土拌和物性能應滿足施工要求，配制成的混凝土應滿足設計強度、抗裂性、耐久性等質量要求。以下是配制高性能混凝土的一般途徑：

（1）在滿足工作性情況下盡量降低拌和用水量，為此應外加高效減水劑或有高效減水功能的復合外加劑，這是提高混凝土抗?jié)B透性及耐久性的一條重要措施。

（2）在滿足混凝土工作性和強度前提下盡量減少膠凝材料中的硅酸鹽水泥用量，這是提高混凝土體積穩(wěn)定性和抗裂性的一條重要措施。

（3）優(yōu)化混凝土中集料的級配設計，獲取最大堆積密度和最小空隙率，特別重視粗集料的粒形要求，以便盡可能減少膠凝材料漿體的用量，達到降低砂率，減少膠凝材料用量和用水量之目的。

（4）在一定范圍內減小水膠比，混凝土強度和體積穩(wěn)定性提高，但為保證混凝土的抗裂性能，水膠比應適當，不宜過小，過小的水膠比易導致混凝土自收縮增大。

（5）為提高混凝土的耐久性，改善混凝土的施工性能和抗裂性能，礦物摻合料應成為高性能混凝土的必需組分，并須充分發(fā)揮礦物摻合料與高效減水劑的“超疊加”效應，從而達到減小水泥用量和用水量、密實混凝土內部結構，使混凝土強度持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展，耐久性得以改善的目的，從而使混凝土具有低滲透成為可能。

（6）凍融環(huán)境下的高性能混凝土，一般宜采用優(yōu)質的引氣劑或能適量引氣的引氣型減水劑。

7.2.2高性能混凝土的配制強度必須大于設計要求的強度標準值，以滿足強度保證率的要求。超出的數(shù)值應根據(jù)混凝土強度標準差確定。當缺乏可靠的強度統(tǒng)計數(shù)據(jù)時，C50和C60混凝土的配制強度應不低于強度等級值的1.15倍；C70和C80混凝土的配制強度應不低于強度等級值的1.12倍。

7.2.3 高性能混凝土的配合比設計參數(shù)只能參考有關資料或經(jīng)驗，通過試配確定。高性能混凝土試配時，可以先假定膠凝材料用量，水膠比和砂率，用絕對體積法或容重法計算出砂、石數(shù)量。膠凝材料漿體在高性能混凝土中所占的體積以35%為最優(yōu)，膠凝材料中的各種組分由經(jīng)驗確定。至于拌和物的工作性，則可通過用水量和高效減水劑來調整。改變砂率和礦物摻合料摻量也能影響拌和物的工作性。以下是高強（高性能）混凝土配合比設計參數(shù)選取的一般性原則：

（1）高性能混凝土的強度主要通過水膠比以及選取不同品種和摻量的礦物摻合料進行調節(jié)。通常C80以上的混凝土以摻有硅粉的復合礦物摻合料為主；C70~C80混凝土以摻磨細礦渣為主；C50~C60混凝土以摻優(yōu)質粉煤灰為主。

（2）高性能混凝土的水膠比宜采用0.25~0.40，并隨強度等級的提高而降低。在降低水膠比的同時，必須限制硅酸鹽水泥用量，不足的粉料量用礦物摻合料補充。

（3）配制C50~C60混凝土所用的水泥用量（換算為硅酸鹽水泥用量）不宜大于400~450kg/m3，水泥與摻合料的膠材總量不宜大于480~530kg/m3；配制C70~C80混凝土所用水泥用量不宜大于480~500kg/m3，水泥與摻合料的膠材總量不宜大于550~600 kg/m3。

(4) 不同礦物摻合料的摻量應根據(jù)混凝土的性能通過試驗確定?；炷林蟹勖夯覔搅坎灰舜笥谀z凝材料總量的30%，磨細礦渣不宜大于50%，天然沸石粉不宜大于10%，硅粉不宜大于8%。硅粉宜用于配制特殊高性能或高耐磨混凝土，在大體積混凝土中應慎用。硅粉一般應與其它礦物摻合料復合使用，如將大摻量粉煤灰與占膠凝材料總重5%左右的硅粉復合，能明顯增強這種混凝土抗氯離子侵入的能力和早期性能。

（5）混凝土中應摻加適量符合本指南要求的混凝土外加劑，優(yōu)先選用多功能復合外加劑。外加劑的品種與摻量，應通過與水泥的相容性試驗選定。外加劑與不同水泥的相容性試驗，參照GB8077-2001《混凝土外加劑勻質性試驗方法》規(guī)定的凈漿流動度試驗方法。外加劑的摻量根據(jù)坍落度要求而定。為提高拌和物的工作性和減少混凝土坍落度在運輸、澆筑過程中的損失，可采用復合緩凝高效減水劑、載體流化劑，或滯水后摻、多次添加等方法。

7.2.4當集料的堿-硅酸反應砂漿棒膨脹率在0.10~0.20%時，混凝土最大的堿含量應小于3.0%的規(guī)定；當集料的堿-硅酸反應砂漿棒膨脹率在0.20~0.30%時，混凝土的最大堿含量應小于2.5%的規(guī)定，還應在混凝土中摻加具有明顯抑制效能的礦物摻合料和復合外加劑，并應試驗證明抑制有效。

7.2.5鋼筋混凝土中氯離子總含量（包括水泥、礦物摻合料、粗集料、細集料、水、外加劑等所含氯離子含量之和）不應超過膠凝材料總量的0.10%，預應力混凝土的氯離子總含量不應超過膠凝材料總量的0.06%。

7.2.6無抗凍要求的混凝土含氣量不應小于2.0%（干硬性混凝土除外）。當混凝土有抗凍要求時，混凝土的含氣量應根據(jù)抗凍等級的要求經(jīng)試驗確定，含氣量一般在4%~6%范圍。

7.2.7機制砂高性能混凝土的砂率一般較天然砂高性能混凝土高3%~6%，初選時一般在38%~46%范圍內選取。機制砂細度模數(shù)越小、級配越好、石粉含量越大，合理砂率越小。在保證混凝土拌和物粘聚性良好的前提下，應盡可能選取較小的砂率，以保證混凝土的彈性模量和干燥收縮。

7.2.8 如果機制砂的石粉含量或細度模數(shù)、級配發(fā)生變化，應及時進行砂率的調整。原則是，同一配合比用機制砂的細度模數(shù)變化范圍不宜超過±0.2，石粉含量變化范圍不宜超過±2.0%，否則應對配合比中的砂率進行調整。

7.2.9 機制砂混凝土的工作性對用水量的改變和砂率的變化比較敏感。一旦機制砂級配不良、砂率選擇不當、用水量偏高、外加劑選擇不當或過量，易造成機制砂砂混凝土在出機卸料過程中離析、振后易泌水，在配合比設計和調整時應充分考慮到這一點。

7.2.10 由于機制砂的表觀密度一般較天然河砂大，導致機制砂混凝土容重高，因此在采用假定容重法進行配合比設計計算時，機制砂高性能混凝土的假定容重應控制在2500±20kg/m3，約比相應的天然砂高性能混凝土高30~40 kg/m3。

7.2.11機制砂配制預應力混凝土時，應考慮機制砂及所含石粉對混凝土彈性模量、徐變和收縮值的影響。

7.2.12混凝土配合比按下列步驟計算（以干燥狀態(tài)集料為基準；礦物摻合料和外加劑的摻量均以膠凝材料總量百分率計）、試配和調整：

（1）核對供應商提供的水泥熟料的化學成分和礦物組成、混合材種類和數(shù)量等資料，并根據(jù)設計要求，初步選定混凝土的水泥、礦物摻合料、集料、外加劑、拌合水的品種以及水膠比、膠凝材料總用量、礦物摻合料和外加劑的摻量。

（2）參照《普通混凝土配合比設計規(guī)程》（JGJ55-2002）的規(guī)定計算單方混凝土中各原材料組分用量。

（3）采用工程中實際使用的原材料和攪拌方法，通過適當調整混凝土外加劑用量或砂率，調配出坍落度、含氣量、泌水率符合要求的混凝土配合比。試拌時，每盤混凝土的最小攪拌量應在25L以上。該配合比作為基準配合比。

（4）改變基準配合比的水膠比、膠凝材料用量、礦物摻合料摻量、外加劑摻量或砂率等參數(shù)，調配出拌合物性能與要求值基本接近的配合比3~5個。

（5）按要求對上述不同配合比混凝土制作力學性能和抗裂性能對比試樣，養(yǎng)護至規(guī)定齡期時進行試驗。其中，抗壓強度試件每種配合比宜制作4組，標準養(yǎng)護至3d、7d、28d、56d時試壓，試件的邊長應采用150mm?？沽研詫Ρ仍囼灴蓞⒄?/span>有關資料規(guī)定的圓環(huán)法、平板法、溫度應力試驗機法等方法進行。

（6）從上述配合比中優(yōu)選出拌合物性能和抗裂性能優(yōu)良、抗壓強度適宜的一個或多個配合比各成型一組或多組耐久性試件，養(yǎng)護至規(guī)定齡期時進行試驗。

（7）根據(jù)上述不同配合比對應混凝土拌合物的性能、抗壓強度、抗裂性以及耐久性能試驗結果，按照工作性能優(yōu)良、強度和耐久性滿足要求、經(jīng)濟合理的原則，從不同配合比中選擇一個最適合的配合比作為理論配合比。

（8）采用工程實際使用的原材料拌合混凝土，測定混凝土的表觀密度。根據(jù)實測拌合物的表觀密度，求出校正系數(shù)，對理論配合比進行校正（即以理論配合比中每項材料用量乘以校正系數(shù)后獲得的配合比作為混凝土配合比）。校正系數(shù)按下式計算：

校正系數(shù)=實測拌合物密度值/理論配合比拌合物密度值

（9）當混凝土的力學性能或耐久性能試驗結果不滿足設計或施工要求時，則應重新選擇水膠比、膠凝材料用量或礦物摻合料用量，并按照上述步驟重新試拌和調整混凝土配合比，直至滿足要求為止。

（10）當混凝土原材料、施工環(huán)境溫度等發(fā)生較大變化時，應及時調整混凝土配合比。

8 機制砂混凝土的施工

8.1 機制砂混凝土的施工按JTJ041-2000《公路橋涵施工技術規(guī)范》、JTJ041-94《公路隧道施工技術規(guī)范》、JTG F30-2003《公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范》及GB50204-2002《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》進行。機制砂混凝土的拌制、運輸、澆筑等施工要求均與天然砂混凝土施工相同。

8.2 應采取措施保證機制砂的質量穩(wěn)定，并加強機制砂的級配、細度模數(shù)、石粉含量、MB值的經(jīng)常性檢測。不同來源的機制砂應分別堆放，同一來源的機制砂的細度模數(shù)變化范圍不應超過±0.3，石粉含量變化范圍不應超過±2.0%。否則，應分別堆放，并調整配合比中的砂率后使用。

8.3 機制砂的堆放場地要求清潔硬化，在堆放、轉運過程中，應防止泥土混入。同時，應防止機制砂離析，特別是干燥機制砂，其堆高不宜超過5m。

8.4 應加強機制砂混凝土拌和物的攪拌。機制砂含有較多的石粉，在拌制混凝土過程中不易攪拌均勻，故應采用強制式攪拌機攪拌，并較河砂混凝土應適當延長攪拌時間30s~60s，借以改善機制砂混凝土的和易性，提高保水性和粘聚性。

8.5 應加強機制砂混凝土拌和物的質量控制，機制砂混凝土的工作性對用水量和減水劑的改變及砂的細度模數(shù)、級配、石粉含量及砂率的變化比較敏感。故應定期校正計量設備，嚴格控制計量精度，加強機制砂的質量檢查，并設待檢倉，密切觀察出機混凝土的拌和質量，適當加大坍落度、擴展度的檢測頻率。將坍落度控制在目標值±3cm的范圍；當超出此范圍時應查明原因并及時調整。

8.6 應有序合理振搗，防止漏振、欠振和過振。特別應注意的是，在振搗作用下，機制砂混凝土比同河砂混凝土易于液化，故機制砂混凝土要比同坍落度條件的河砂混凝土適當縮短振搗時間，避免過振，以克服機制砂混凝土的泌水現(xiàn)象，防止出現(xiàn)蜂窩、麻面及表面形成疏松層。一般振搗成型時間應比河砂混凝土縮短15~30s，以混凝土表面泛漿、氣泡不再上升為度。

9.7 應加強早期養(yǎng)生，適當延長養(yǎng)生時間。機制砂混凝土中粉體含量較高，早期收縮較大。因此，應注意早期保濕養(yǎng)護，以防止機制砂混凝土的塑性收縮和干燥收縮裂縫發(fā)生。養(yǎng)護時間應比天然砂混凝土適當延長（2d~3d）。防止養(yǎng)護不及時、養(yǎng)護期間澆水不足或缺水引起的干縮開裂，混凝土開裂將影響混凝土的耐久性。

9 機制砂混凝土的驗收

9.1 機制砂混凝土質量驗收和普通混凝土完全相同，應符合GBJ10-87《混凝土強度檢驗評定標準》、GB50204-2002《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》、JTJ041-2000《公路橋涵施工技術規(guī)范》、JTJ041-94《公路隧道施工技術規(guī)范》或JTG F30-2003《公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范》的規(guī)定。