机制砂用于大跨度高墩连续梁高性能混凝土的研究

一、技术背景

随着我国社会经济的不断发展，其基础设施建设数量也呈逐年上升的趋势，同而建筑用砂需求量也越来越大。河砂是一种短期不可再生的资源，而且在我国分布不均匀，再加上不便于长距离运输，混凝土用砂的供需矛盾日益突出，严重时影响工程的建设。同时，非法乱采河砂也造成了对环境的破坏。因此，将机制砂代替天然砂并用于大型土木工程建设中已经成为必然趋势。

从上个世纪60年代我国开始应用机制砂混凝土以来，很多交通、桥梁工程中也广泛应用机制砂。中铁大桥局集团公司在东海大桥工程中用30~40%的机制砂代替天然砂生产C50高性能混凝土，取得了很好的效果。涪江三桥也采用机制砂与天然砂混合来配制C50混凝土；重庆嘉陵江黄花园大桥主桥箱梁结构也使用了机制砂和特细砂混掺的C50混凝土，均取得较好的应用效果。

在商品混凝土应用方面，北京世纪财富中心C60混凝土全为机制砂混凝土。此外，北京恒坤混凝土有限公司和北京恒坤拓峰采石有限公司采用干法生产石灰石机制砂，在一年多的时间里累计生产商品混凝土 40 多万方，多数使用纯机制砂，石粉含量应用范围达 8%-15%，应用于各种工程，取得了很好的效益。2005 年北京地区机制砂的产量已占混凝土建筑用砂的10%左右。随着人们对机制砂认识的逐渐深入，以及机制砂质量的进一步提高，机制砂混凝土所占有的份额必然会逐步增加!

二、技术原理

1、针对C55高性能混凝土用机制砂参数进行研究。

由于机制砂多以棱角状为主，应采用I区颗粒级配的中砂，压碎指标应小于25%，其余技术要求应符合《公路桥涵施工技术规范》JTG/T 3650)的规定。对MB值要严格控制在0.8以内，不需要采用精品机砂，石粉含量可以适当放宽，石粉还具有一定的微滚珠作用，所以其可以在骨料当中起到一定的降低摩擦作用，大大提升了混凝土的塌落度并提高了混凝土的工作性能。在水化反应过程中，石粉还可以起到一定的微集料填充和晶核作用，可以有效促进水化产物的结晶，也可以对混凝土施工过程中产生的孔隙进行填充，大大提升了混凝土的密实度，有效改善了混凝土强度和抗渗性能。

2、在C55高性能混凝土用外加剂要采用复合型减水剂。

外加剂要起到高减水，降低混凝土黏聚力，提高混凝土的可泵性。外加剂要添加缓凝组分，降低水泥水化速度和水化热，延长混凝土硬化时间，复配保坍剂可有效降低混凝土运输、浇筑过程中的坍落度损失，提高混凝土可泵性；复合型减水剂各组分复配比例需要根据季节、气温、施工方式等多种因素随时调整，其质量和适应性 在混凝土配合比优化过程中起着举足轻重的作用，足够优质的复合型减水剂可大幅度降低混凝土生产施工成本。

3、C55高性能混凝土配合比配制理念：

配合比设计时采用以提高骨料密实性为主线，将选出粗骨料级配最合理，有效减小空隙率使粗骨料更加密实；通过粗细骨料混合紧密堆积密度试验可得出最佳砂率；确定合理的水胶比、浆体比等，提高混凝土的密实性，从而提高混凝土的耐久性、强度等。

最后在对原材料进行试验分析后，通过多次配合比优化和现场试验浇筑效果对比，选定拌合物性能良好，易浇筑，强度高的配合比为选定配合比。

使用时，搅拌站单独设立连续梁专用料仓，由试验人员对连续梁用料进行专项检测，确认其是否满足相应要求。现场采用地泵法进行浇筑，根据墩身高度以及传输距离。目前地泵采用30MPa压力泵车。

具体实施时，试验人员先对到达现场的混凝土进行坍落度、倒流等指标进行检测。满足性能要求时，先用水车润管，然后用砂浆冲管，接着开始浇筑混凝土。然后试验人员去连续梁处，对泵送混凝土再次进行性能检测。满足要求后，即可联系搅拌站，连续发灰。如果性能不满足要求时，及时根据混凝土状态进行动态调整。