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机制砂在高强度混凝土中的应用
作者：张大明
来源：《科技资讯》2014年第17期
摘 要：本文主要介绍机制砂拌制大流动度高强混凝土的配制方法。 关键词：机制砂 高强 混凝土 经济效益
中图分类号：TU521 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（b）-0067-01 黔织高速公路T2合同段六冲河特大桥是由贵州桥梁建设集团有限责任公司第六分公司所承建的，它位于黔西至织金交界处，该桥总长度为1508 m；桥的主桥为双塔斜拉桥，其规格为195 m+43 8 m+19 5 m；黔西岸的北侧引桥为3×30 m的预制T型桥梁；织金岸的南侧引桥为19×30 m的预制 T型梁桥；该桥的设计基准为100年，是黔织高速公路最主要的控制性工程。 1 原材料选择及配制过程
大桥主梁要求使用强度为C60的混凝土，设计方案中建议选用优等的中粗河砂，但是贵州本地并不出产中粗河砂，若要使用天然砂必须从外省采购，不仅运输很不方便，而且经计算每立方河砂的采购成本高达420元，为降低成本，缩减不必要的开支，项目领导决定采用机制砂，项目领导对这批C60混凝土非常重视，试验室正在积极的进行机制砂对C60混凝土的试配工作。
考虑到大桥主梁混凝土施工采用现浇方式，混凝土垂直泵送高度70 m，水平长度240 m，况且输送泵的弯头多，阻力大等特点。在计算混凝土配合比时，首先应满足混凝土的工作性（本处指可泵性），保证混凝土坍落度应达到180～220 mm，扩展度应大于500 mm，且流动性能好，不泌水。用机制砂配制大流动度的C60混凝土在贵州尚属首次，无成功的经验和资料参考。最初采用正常加工的机制砂进行C60混凝土试配，碎石采用二级配（5～16 mm，16～31.5 mm），符合5～31.5 mm连续级配要求，水泥采用贵阳海螺牌P.052.5水泥，减水剂采用山西黄腾生产的AS—2（水剂）。采用山西生产的硅灰作为掺合料进行试配，强度等各项数据均不理想。为了在不影响混凝土工作性的前提下提高强度，试验室进行了大量的试验和分析，试验中发现砂中含有不少的泥土成分，将砂经过水洗筛分之后，细砂含量较少，混凝土试样发生了离析现象，于是掺加了一定量的粉煤灰进行再次试验，发现虽然强度合格了，但是保水性能较差，泌水严重，而且生产施工过程中，对砂进行水洗也是不符合实际的。根据机制砂及碎石的生产情况和试验室所做试验，碎石的含泥量比砂的含泥量小得多，碎石的含泥量只在0.5 mm以内，如果用碎石加工机制砂，砂的含泥量大大减小，在生产过程中也较容易控制，于是立即安排料场用碎石加工砂，经试验，砂的各项指标及亚甲蓝均符合要求。与此同时，我们将碎石调配成5～25 mm的连续级配，再将砂适当调整，配出的混凝土坍落度在200～220 mm之间，扩展度均大于550 mm，1 h内无坍落度损失，2 h的坍落度损失小于10 mm，不泌水，7 d
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平均抗压强度均大于60 MPa，28 d平均抗压强度均大于70 MPa，并用“乌蒙山”牌水泥和“海螺”牌水泥进行混凝土试配比较。在混凝土试配过程中，我们还采用不同的减水剂（如UNF-3C、聚羧酸）进行试验比较，先后用4种不同的砂率、不同的石粉含量的砂进行试配比较，UNF-3C减水剂配的混凝土坍落度在180～220 mm、AS-2减水剂配出的混凝土坍落度在190～220 mm、而聚羧酸减水剂配出的混凝土坍落度变化很大，160～240 mm。从2011年2月-2011年8月，共进行不同砂率、不同水胶比的C60混凝土试验达100多组，通过试验比较，选定4组强度满足试配要求、胶凝材料总量也满足规范和设计要求的混凝土配合比报请总监办中心试验室进行验证试验。
2 混凝土试配结果见表1、表2（设计试配强度为69.9MPa）
经中心试验室验证后，决定采用表1中第4栏配合比作为六冲河特大桥主梁的施工配合比，于2011年12月正式浇筑主梁，在施工中经现场实际取样，7天抗压强度均大于58 MPa，28天抗压强度均大于66 MPa。
3 砼成本分析（C60砼数量为19423 m3）
（1）细集料（每立方河砂运到工地约需620元，每立方机制砂运到工地约需50元，每立方河砂容重为1480 kg，每立方机制的容重为1600 kg）。 采用河砂共用6，867，343元，机制山砂共用512，282元。
采用机制砂较采用河砂可节约投资6，355，061元。另外，河砂除成本高外，运输也极为不便，工地上必须准备足够大的料仓存放河砂，否则，如果联系不到火车皮或不能将砂及时运至工地，将对工地施工造成很大影响。而使用机制砂则可根据工程进度进行备料，灵活、方便、快捷。
（2）掺和料（每吨硅粉运到工地需3400元，每吨粉煤灰运至工地需110元）。 硅粉共计1，650，955元，粉煤灰共计113，236元。机制砂混凝土较河砂混凝土节约投资6，355，061元，粉煤灰混凝土较掺硅粉混凝土节约投资1，537，719元。 4 结语
对机制砂配制的大流动度C60混凝土从试验数据、应用数据和成本数据三方面进行了分析，可以看出混凝土的各项力学性能比如抗压强度等指标均能满足实际应用的需要，且造价低，能够节约工程成本，降低造价。这一试验结论不仅解决了六冲河大桥主梁施工的难题，更是为机制砂在高强大流动度混凝土中的应用开辟了贵州的先河。 参考文献
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[1] 普通混凝土配合比设计规程.JGJ 55-2011[S]. [2] 公路桥涵施工技术规范.JTG/T F 50-2011[S]. [3] 公路工程集料试验规程.JTG E 42-2005[S]. [4] 粉煤灰混凝土应用技术规范.GBJ 146-90[S].