高性能機制砂混凝土在大橋高墩上的試驗檢測與應用

何智強

(中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州 313000)

1 機砂混凝土配制

在機制砂混凝土配置的過程中，所涉及到的各種施工原材料主要包括粗集料、細集料(機制砂)、高效聚羧酸減水劑、水泥、粉煤灰和水等6種材料所共同構成。針對本次工程中老鷹巖搭橋高墩上的施工情況，各種施工原材料的具體類型分別為：(1)粗集料。選用連續級配5～25 mm來自石板沖料場(自產料場)，巖性為石灰巖，母材巖石強度滿足規范要求。(2)細集料。選用粒徑尺寸處于0～4.75 mm范圍中的石板沖料場材料(自產料場)，相應的巖性為石灰巖，并且其對應的母材巖石強度滿足規范要求。(3)高效聚羧酸減水劑。本次工程施工中所用的減水劑主要為TKAS型，由廠家重慶通科建材有限公司生產，具體的摻加量為1.0%。(4)水泥。本次工程施工中所用的水泥型號為P·O42.5，生產廠家為貴州暢達瑞安水泥。(5)粉煤灰。本次工程施工中所選用的粉煤灰為貴州安順電廠所生產的二級粉煤灰。(6)水，就是選用日常生活中供用戶引用的自來水。

2 機砂混凝土的性能試驗分析

通常而言，影響機制砂混凝土保水性、耐久性、和易性等工作性能的因素貫穿于混凝土原材料的選取、配合比的合理設計、施工以及養護等整個施工環節中。因此，為了更好地分析機制砂混凝土本身的性能，我們必須要切實做好各個方面的性能檢測工作，從而全面確保工程施工所用混凝土的整體質量。

就本次試驗中所采用的機制砂混凝土而言，其具體的性能主要表現在以下幾個方面：其一，針對保水性而言，由于機制砂本身就蘊含有一定的石粉含量，有利于填充混凝土結構中的各種結構縫隙，可以在一定程度上改善和提升混凝土的保水性能。其二，針對混凝土的工作性能和和易性而言，由于機制砂的顆粒比較合理，相應的棱角也比較分明，其同周邊水泥等所形成的膠體之間的結合度也比較好，所以相應的混凝土和易性也比較好。此外，由于機制砂本身的顆粒比較粗糙，并且棱角分明，加之其同其他混凝土原料的聯系比較緊密，所以具有較強的流動性，從而有利于泵送施工(地泵)。

3 抗壓強度、彈性模量、抗滲性能

3.1 抗壓強度測定

抗壓強度實際上是反映混凝土攪拌特征的一個重要參數，其在一定程度上反映了混凝土的承載性能，是施工中需要重點考慮的內容。針對該方面的具體測定步驟而言：在標準混凝土養護條件之下，機制砂混凝土在3 d、7 d和28 d時候的軸心抗壓強度值分別為27.3 MPa、39.6 MPa和48.8 MPa，其具體的強度滿足C40混凝土的強度要求。這實際上是由于機制砂混凝土本身原料中的機制砂改善了集料同相應膠體界面間的結構，有利于增強機制砂混凝土集料間的機械咬合力，提升了混凝土結構本身的密實度。

3.2 彈性模量測定

理論上來講，彈性模量實際上就是對于相關材料抵抗彈性變形的能力，相應的數值越大則代表材料的剛度值也相應越大，同時其在某種應力作用下的彈性變形量也越小。特別是該類型的數值是測定鋼筋混凝土裂縫和變形量的一個重要參數。通常而言，混凝土本身所具有的彈性模量同骨料的類型和數量、密度以及抗壓強度等方面因素相關，具體包括水泥石和骨料等施工內容。在標準混凝土養護條件之下，機制砂混凝土在3 d、7 d和28 d時候的抗壓彈性模量值分別為2.65×104MPa、3.17×104MPa和3.64×104MPa，具體的強度值也滿足C40混凝土的強度要求。

3.3 抗滲性能測定

抗滲性能也是反映混凝土結構特性的一個重要影響因素，尤其是對其耐久性有較大的影響。通常而言，那些抗滲性能比較好的混凝土的內部結構大都比較密實，有利于抵抗混凝土遭受外部各種因素的侵蝕。在試驗開始的過程中，通過將測定水壓由0.1 MPa開始逐步增加，具體按照每隔8 h增加0.1 MPa的原則來將測定水壓加壓到1.3 MPa，在連續經過8 h的測定后均沒有發生滲水問題，接著停止相關的試驗操作，并測定試件劈開之后的滲水高度。通過對本次試驗的實際操作，相應的抗滲等級大于S12，并且滲水高度數值為3.9。由此可知，機制砂混凝土也具有比較優良的抗滲能力，并且實際的抗滲性能要超過同等條件下天然砂混凝土的抗滲能力。

4 試驗結果在提高機砂混凝土工程質量方面的價值和應用

就其在混凝土生產中的具體優點而言，其主要表現為以下幾個方面：(1)質量比較穩定。相較于天然砂混凝土而言，機制砂的質量更加穩定、有利于在確保混凝土拌制質量的基礎上減輕施工人員的施工工作量。(2)含泥量少。通常而言，混凝土原材料中的含泥量會對混凝土結構裂縫產生重要的影響。而機制砂是將大塊巖石破碎后所得到的，其中所蘊含的含泥量比較少，有利于確保最終混凝土拌制的質量。(3)石粉有利于增加混凝土結構的整體密實性，也有助于改善混凝土的孔結構，增強其本身所具有的物理力學性能，最為主要的是其可以極大地改善其所拌制混凝土的和易性。

此外，隨著科學技術的迅猛發展，當前的機制砂生產設備比較先進，加之生產質量比較靠譜，含泥量可以更加得到有效地控制，所以通過合理調配混凝土的各項施工配合比，可以充分發揮機制砂在提升混凝土抗壓強度、彈性模量和抗滲性等方面的積極作用，同時也可以確保相應的機制砂混凝土具有良好的保水性、工作性和和易性，從而有利于進行泵送施工(地泵)。因此，在實際施工的過程中，施工企業需要結合施工現場的實際情況和施工要求來合理選用機制砂，并合理確定各項施工原材料的配合比，從而全面確保機制砂混凝土的拌制質量。

總之，隨著工程建設的發展，天然砂資源面臨著嚴重的短缺問題，所以加快尋找其替代資源刻不容緩。而機制砂的誕生則可以有效地緩解了這一矛盾，其所構成的混凝土具有良好的抗壓強度、彈性模量和抗滲性能，加之其具有良好的保水性、工作性和和易性，從而有利于進行泵送施工。因此，在實際的工程建設過程中，結合實際情況來合理選用機制砂及其配合比是實現工程建設進一步發展的重要途徑。

[1] 姚新紅.機制砂高性能混凝土抗壓強度研究[J].建材技術與應用,2015, (3):60-61.

[2] 張會芝,劉紀峰.配合比對機制砂混凝土性能的影響[J].水利與建筑工程學報,2012, 10(5):104-105.