1.4河砂混凝土与机制砂混凝土性能比较
与机制砂相比，河砂表面光滑，少菱角，粉含量低。在相同的水灰比，通过降低一定的砂率来比较机制砂混凝土工作性及强度指标。
表7 水灰比对河砂混凝土性能的影响
配合比（kg/m3)
编号
水灰比
砂率/%
减水剂掺量
C
7-1 7-2 7-3 7-4 7-5 7-6
S
G
W
70 150 170 180 165 190 坍落度/mm
7d 25.7 29.9 34.6 38.7 40.7 44.6
28d 待出 待出 待出 待出 待出 待出
混凝土强度/MPa
0.59 0.53 0.49 0.45 0.41 0.38
41 40 39 38 37 36
2.24(0.8%) 2.48(0.8%) 2.72(0.8%) 2.96(0.8%) 3.2(0.8%) 3.44(0.8%)
280 310 340 370 400 430
810 1165 165 778 1167 165 747 1168 165 716 1169 165 686 1169 165 657 1168 165
结果分析：
55y = 18.591x + 0.5487453525机制砂151.61.92.2灰水比2.52.8 河砂R = 0.9862y = 19.945x - 7.2337R = 0.9766227d抗压强度MPa
图5 河砂混凝土与机制砂混凝土强度比较
通过比较表4和表7两组试验可以发现，相同水灰比下河砂混凝土的的砂率对坍落度有明显影响，随砂率的增加其流动性降低。从图5中可以看出，相同灰水比下，机制砂混凝土的7天强度明显大于河砂混凝土，前者的强度普遍要高于后者10%以上，灰水比越小强度增加值越明显。
二．九嶷山隧道机制砂的配制
在一定的机制砂指标下配制出部分低标号混凝土。通过比较不同取样时间的两种机制砂的主要技术指标以及新拌混凝土的工作性能，分析了九嶷山机制砂具体存在的问题。
2.1 不同日期取样机制砂主要技术指标的对比
表8机制砂的主要技术指标
项目 砂样 1 砂样2
石粉含量 7% 6.1%
MB值 1.4 0.9
细度模数 3.35 3.10
注：砂样1是10 月6 日取样，由于隧道佯拱尚未打起，场地恶劣，装载石料含泥较多。
砂样2是 10 月 9 日取样，目前，随道隧道的掘进，岩石情况好转，含泥变低，机制砂质量有所改进。 两者压碎值均达要求。
累积筛余/09080706050403020100Ⅱ区下限砂样2Ⅱ区上限1009080706050403020100Ⅱ区下限砂样1Ⅱ区上限
累积筛余/%9.54.752.361.180.60.30.15筛孔尺寸/mm9.54.752.361.180.60.30.15筛孔尺寸/mm
图6 砂样1级配曲线 图7 砂样2级配曲线
由表8、图6和图7可以看出
1）砂样1不在石粉含量偏低、细度模数较大、MB值偏高、含泥量大。 砂样2：石粉含量更低、细度模数、MB值与含泥量适中。
2）从级配曲线可以看出，砂样1级配曲线不在Ⅱ区级配范围内，其中0.6~4.75之间颗粒含量过多，砂整体较粗，级配不好。砂样2级配曲线基本上在Ⅱ区级配范围内，但0.6~4.75之间颗粒含量较多，砂整体偏粗，级配偏差。 2.2 其它原材料
水泥：金磊P·O42.5级水泥，物理力学性能检测结果见表2;
粗集料：九嶷山隧道石场5-31.5级配碎石，碎石由26.5-31.5、16-26.5、9.5-16三级合成，其比例为4：5：1，后经调整为2：5：3; 减水剂：广州凯立GC-PP1高效减水剂。 2.3 机制砂混凝土的配制
在蓝山项目部实验室的配合下，与10月 9日至 10 月 11 日进行了大量的机制砂混凝土配制的试拌工作，其主要试拌情况见表9。
表9 机制砂混凝土的试配
砂样 砂样1 砂样1 砂样1 砂样1
水泥 350 370 370 370
水 185 190 190 190
砂率/% 37 39 42 45
碎石比例 3:5:2 2:5:3 2:5:3 2:5.5:2.5
减水剂/% 1.2 1.2 1.2 1.2 1.0
砂样1
370
190
45
3:5:2
(萘系）
砂样2 砂样2 砂样2
370 370 370 370(P.C32.5
砂样2
)
砂样2 砂样2 砂样2
350 380 390
180 190 195
45 47 49
2:5:3 2:5:3 2:5:3
1.4 1.5 1.5
粘聚性好，坍落度为12cm 粘聚性好，坍落度为18cm 粘聚性好，坍落度为18.5cm
180
45
2:5:3
1.4
粘聚性好，坍落度为15cm
190 190 190
45 47 45
2:6:2 2:6:2 2:5:3
1.2 1.2 1.2
坍落度为13.5cm.，但有较大帽子 坍落度为12cm，有很大帽子 粘聚性好，坍落度为15.5cm 粘聚性好，坍落度为8cm
状态描述
粘聚性很差，坍落度为4cm. 粘聚性较差，坍落度为6cm. 粘聚性一般，坍落度为10cm 粘聚性好，坍落度为5cm.
从试拌的情况，可得出如下分析：
（1）采用1#砂配制的混凝土粘聚性差，坍落度低，通过调整砂率、水泥用量、改进碎石级配，其工作性有所改善，但效果不明显，难以达到设计要求，究其原因主要是因为：1#砂，含泥量大、石粉含量低、细度模数大三者复合影响。特别是砂中的泥对聚羧酸外加剂有强的吸附作用，从而严重影响了外加剂的作用。另外，提高砂率尽管能部分弥补石粉的不足，改善混凝土粘聚性，但同时也增加了总含泥量。
（2）采用2#砂配制的混凝土粘聚性好，工作性满足要求。但砂率偏高，外加剂用量偏大，这主要因为2#砂中，石粉含量偏低。
（3）原碎石级配（4：5：1）大石偏多，小石太少，碎石搭配不合理，导致混凝土流动性达到，而坍不下来，出现明显的“帽子”现象。通过调整后（2：3：
5），级配得到改善，混凝土工作性也有所改善。 2.4机制砂混凝土的推荐配比
采用2#砂能满足工程要求的C30机制砂混凝土。初步推荐采用配合比如下表所示。
表10 混凝土的推荐配合比
混凝土品种 C30普通 C30泵送 C30水下桩
水泥用量kg/m3
350 380 390
用水量kg/m3
180 190 195
砂率/% 45 47 49
减水剂/% 1.4 1.5 1.5
坍落度/mm
120 180 185
7d强度/Mpa
36.4 38.4 42.0
在上述配合比的基础上，结合混凝土强度情况，将进一步优化。 2.5工作小结与建议
1．在机制砂生产过程中，一定要密切监控岩石情况，严禁使用质量不合要求岩石、含泥量高岩石生产机制砂。筛选好岩石，保证机制砂的压碎值、粒型，控制机制砂中的含泥量。
2．务必控制机制砂的筛孔尺寸（生产过程中应及时更换筛板，避免由于石料磨埙引起的筛孔变化过大），合理的筛孔尺寸既可以控制机制砂的细度模数使得机制砂在合理的砂率范围内达到和易性的要求，同时保证机制砂的产量。
3．用于配制低标号混凝土的机制砂中石粉含量宜控制9%左右，石粉含量低，配制的混凝土粘聚性、流动性差，从而须通过增加水泥用量来改善工作性。当石粉含量难以提高时，可考虑掺入部分粉煤灰，改善工作性。
4．配制低标号混凝土宜采用32.5级水泥。这一方面经济，另一方面有利于改善混凝土工作性。
5．当机制砂中石粉含量超过10%，在12%左右时，可不经水洗，用42.5级配制。
6．应加强对机制砂生产的质量控制。目前，观音岭砂石料场，尽管设备、工艺条件较好（颚破——圆锥破——冲击破），但机制砂的含泥量高（MB为1.6），细度模数大，粒型差（片状多）。机制砂的粒型主要受破碎设备和母岩岩性的影响。观音岩母岩为隧道出渣，含大量页岩成份，页岩是片状由叠合而成，呈层状解理，故所制的砂片状多。因此，观音岭砂石料场的岩石有待于改进。
三、定点砂石料场的机制砂生产
结合机制砂生产的技术特点，根据指挥部的要求，对定点砂石料场的机制砂
生产进行了指导与监督。
通过多次巡查，以及统计砂石料场的设备与工艺发现定点砂石料场的机制砂生产存在以下问题： 3.1 砂石场整改前状况
砂石场整改前具体情况如下所示： 3.1.1可亭砂石场（四号砂石场）
生产设备为：颚破-反击破-制砂机-螺旋洗砂机。
岩层为灰岩，制砂设备齐全，制砂粒型较好，但是洗砂水源没有得到很好的解决。
建议与村民协商解决取水洗砂的问题，同时必须控制好山皮土的去除、入料的含土量、机制砂的筛孔尺寸。
3.1.2清竹砂石场（七号砂石场）
生产设备为：颚破-反击破-制砂机-轮式洗砂机。
目前存在的问题：颚破前振动给料器没有起到除土效果；机制砂含泥较多，加大水洗洗掉一部分泥土，同时也洗掉大量石粉，造成机制砂石粉含量过低。
建议从源头控制机制砂的含泥量，保证颚破前振动给料器的除土功能，控制好山皮土的去除；同时调整机制砂的筛孔尺寸控制机制砂的细度模数；调整水洗保证机制砂适当的石粉含量。 3.1.3马山岭砂石场（三号砂石场）
生产设备为：颚破-反击破（复式）-制砂机，选粉机已经到位，亟待安装。 岩层为灰岩，场地为阶梯形开采及生产，场地规划及破碎工艺合理，砂石料粒型较好。
建议选粉机到位以后，控制好山皮土的去除、入料的含土量、机制砂的筛孔尺寸、机制砂的石粉含量，生产机制砂。 3.1.4九嶷山砂石场（隧道出渣）
表11 九嶷山机制砂主要指标
细度模数 3.1
石粉含量/%
6.1
MB值 1.55
九嶷山砂石场，岩层目前为花岗岩，有制砂和水洗设备。但是为隧道出渣，MB值超标，可能是隧道口附近施工环境复杂，入料的含土较多；细度模数偏高；用于配制低强混凝土石粉含量偏低。
建议初期含土较多时，大料进入制砂机制砂，4.75mm以下的小料搁置，待到隧道掘进，含泥量降下来之后再用来制砂。同时调整筛孔保证机制砂的细度模