高性能机制砂混凝土在大桥高墩上的试验检测与应用

何智强

(中铁十六局集团第三工程有限公司，浙江 湖州 313000)

1 机砂混凝土配制

在机制砂混凝土配置的过程中，所涉及到的各种施工原材料主要包括粗集料、细集料(机制砂)、高效聚羧酸减水剂、水泥、粉煤灰和水等6种材料所共同构成。针对本次工程中老鹰岩搭桥高墩上的施工情况，各种施工原材料的具体类型分别为：(1)粗集料。选用连续级配5～25 mm来自石板冲料场(自产料场)，岩性为石灰岩，母材岩石强度满足规范要求。(2)细集料。选用粒径尺寸处于0～4.75 mm范围中的石板冲料场材料(自产料场)，相应的岩性为石灰岩，并且其对应的母材岩石强度满足规范要求。(3)高效聚羧酸减水剂。本次工程施工中所用的减水剂主要为TKAS型，由厂家重庆通科建材有限公司生产，具体的掺加量为1.0%。(4)水泥。本次工程施工中所用的水泥型号为P·O42.5，生产厂家为贵州畅达瑞安水泥。(5)粉煤灰。本次工程施工中所选用的粉煤灰为贵州安顺电厂所生产的二级粉煤灰。(6)水，就是选用日常生活中供用户引用的自来水。

2 机砂混凝土的性能试验分析

通常而言，影响机制砂混凝土保水性、耐久性、和易性等工作性能的因素贯穿于混凝土原材料的选取、配合比的合理设计、施工以及养护等整个施工环节中。因此，为了更好地分析机制砂混凝土本身的性能，我们必须要切实做好各个方面的性能检测工作，从而全面确保工程施工所用混凝土的整体质量。

就本次试验中所采用的机制砂混凝土而言，其具体的性能主要表现在以下几个方面：其一，针对保水性而言，由于机制砂本身就蕴含有一定的石粉含量，有利于填充混凝土结构中的各种结构缝隙，可以在一定程度上改善和提升混凝土的保水性能。其二，针对混凝土的工作性能和和易性而言，由于机制砂的颗粒比较合理，相应的棱角也比较分明，其同周边水泥等所形成的胶体之间的结合度也比较好，所以相应的混凝土和易性也比较好。此外，由于机制砂本身的颗粒比较粗糙，并且棱角分明，加之其同其他混凝土原料的联系比较紧密，所以具有较强的流动性，从而有利于泵送施工(地泵)。

3 抗压强度、弹性模量、抗渗性能

3.1 抗压强度测定

抗压强度实际上是反映混凝土搅拌特征的一个重要参数，其在一定程度上反映了混凝土的承载性能，是施工中需要重点考虑的内容。针对该方面的具体测定步骤而言：在标准混凝土养护条件之下，机制砂混凝土在3 d、7 d和28 d时候的轴心抗压强度值分别为27.3 MPa、39.6 MPa和48.8 MPa，其具体的强度满足C40混凝土的强度要求。这实际上是由于机制砂混凝土本身原料中的机制砂改善了集料同相应胶体界面间的结构，有利于增强机制砂混凝土集料间的机械咬合力，提升了混凝土结构本身的密实度。

3.2 弹性模量测定

理论上来讲，弹性模量实际上就是对于相关材料抵抗弹性变形的能力，相应的数值越大则代表材料的刚度值也相应越大，同时其在某种应力作用下的弹性变形量也越小。特别是该类型的数值是测定钢筋混凝土裂缝和变形量的一个重要参数。通常而言，混凝土本身所具有的弹性模量同骨料的类型和数量、密度以及抗压强度等方面因素相关，具体包括水泥石和骨料等施工内容。在标准混凝土养护条件之下，机制砂混凝土在3 d、7 d和28 d时候的抗压弹性模量值分别为2.65×104MPa、3.17×104MPa和3.64×104MPa，具体的强度值也满足C40混凝土的强度要求。

3.3 抗渗性能测定

抗渗性能也是反映混凝土结构特性的一个重要影响因素，尤其是对其耐久性有较大的影响。通常而言，那些抗渗性能比较好的混凝土的内部结构大都比较密实，有利于抵抗混凝土遭受外部各种因素的侵蚀。在试验开始的过程中，通过将测定水压由0.1 MPa开始逐步增加，具体按照每隔8 h增加0.1 MPa的原则来将测定水压加压到1.3 MPa，在连续经过8 h的测定后均没有发生渗水问题，接着停止相关的试验操作，并测定试件劈开之后的渗水高度。通过对本次试验的实际操作，相应的抗渗等级大于S12，并且渗水高度数值为3.9。由此可知，机制砂混凝土也具有比较优良的抗渗能力，并且实际的抗渗性能要超过同等条件下天然砂混凝土的抗渗能力。

4 试验结果在提高机砂混凝土工程质量方面的价值和应用

就其在混凝土生产中的具体优点而言，其主要表现为以下几个方面：(1)质量比较稳定。相较于天然砂混凝土而言，机制砂的质量更加稳定、有利于在确保混凝土拌制质量的基础上减轻施工人员的施工工作量。(2)含泥量少。通常而言，混凝土原材料中的含泥量会对混凝土结构裂缝产生重要的影响。而机制砂是将大块岩石破碎后所得到的，其中所蕴含的含泥量比较少，有利于确保最终混凝土拌制的质量。(3)石粉有利于增加混凝土结构的整体密实性，也有助于改善混凝土的孔结构，增强其本身所具有的物理力学性能，最为主要的是其可以极大地改善其所拌制混凝土的和易性。

此外，随着科学技术的迅猛发展，当前的机制砂生产设备比较先进，加之生产质量比较靠谱，含泥量可以更加得到有效地控制，所以通过合理调配混凝土的各项施工配合比，可以充分发挥机制砂在提升混凝土抗压强度、弹性模量和抗渗性等方面的积极作用，同时也可以确保相应的机制砂混凝土具有良好的保水性、工作性和和易性，从而有利于进行泵送施工(地泵)。因此，在实际施工的过程中，施工企业需要结合施工现场的实际情况和施工要求来合理选用机制砂，并合理确定各项施工原材料的配合比，从而全面确保机制砂混凝土的拌制质量。

总之，随着工程建设的发展，天然砂资源面临着严重的短缺问题，所以加快寻找其替代资源刻不容缓。而机制砂的诞生则可以有效地缓解了这一矛盾，其所构成的混凝土具有良好的抗压强度、弹性模量和抗渗性能，加之其具有良好的保水性、工作性和和易性，从而有利于进行泵送施工。因此，在实际的工程建设过程中，结合实际情况来合理选用机制砂及其配合比是实现工程建设进一步发展的重要途径。

[1] 姚新红.机制砂高性能混凝土抗压强度研究[J].建材技术与应用,2015, (3):60-61.

[2] 张会芝,刘纪峰.配合比对机制砂混凝土性能的影响[J].水利与建筑工程学报,2012, 10(5):104-105.