高性能機(jī)制砂混凝土在大橋高墩上的試驗(yàn)檢測與應(yīng)用

何智強(qiáng)

(中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司，浙江 湖州 313000)

1 機(jī)砂混凝土配制

在機(jī)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(xì)集料(機(jī)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(gòu)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(xù)級配5～25 mm來自石板沖料場(自產(chǎn)料場)，巖性為石灰?guī)r，母材巖石強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。(2)細(xì)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(chǎn)料場)，相應(yīng)的巖性為石灰?guī)r，并且其對應(yīng)的母材巖石強(qiáng)度滿足規(guī)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(chǎn)，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(chǎn)廠家為貴州暢達(dá)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(chǎn)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(jī)砂混凝土的性能試驗(yàn)分析

通常而言，影響機(jī)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(shè)計(jì)、施工以及養(yǎng)護(hù)等整個(gè)施工環(huán)節(jié)中。因此，為了更好地分析機(jī)制砂混凝土本身的性能，我們必須要切實(shí)做好各個(gè)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(zhì)量。

就本次試驗(yàn)中所采用的機(jī)制砂混凝土而言，其具體的性能主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：其一，針對保水性而言，由于機(jī)制砂本身就蘊(yùn)含有一定的石粉含量，有利于填充混凝土結(jié)構(gòu)中的各種結(jié)構(gòu)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(jī)制砂的顆粒比較合理，相應(yīng)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(jié)合度也比較好，所以相應(yīng)的混凝土和易性也比較好。此外，由于機(jī)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(lián)系比較緊密，所以具有較強(qiáng)的流動性，從而有利于泵送施工(地泵)。

3 抗壓強(qiáng)度、彈性模量、抗?jié)B性能

3.1 抗壓強(qiáng)度測定

抗壓強(qiáng)度實(shí)際上是反映混凝土攪拌特征的一個(gè)重要參數(shù)，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(diǎn)考慮的內(nèi)容。針對該方面的具體測定步驟而言：在標(biāo)準(zhǔn)混凝土養(yǎng)護(hù)條件之下，機(jī)制砂混凝土在3 d、7 d和28 d時(shí)候的軸心抗壓強(qiáng)度值分別為27.3 MPa、39.6 MPa和48.8 MPa，其具體的強(qiáng)度滿足C40混凝土的強(qiáng)度要求。這實(shí)際上是由于機(jī)制砂混凝土本身原料中的機(jī)制砂改善了集料同相應(yīng)膠體界面間的結(jié)構(gòu)，有利于增強(qiáng)機(jī)制砂混凝土集料間的機(jī)械咬合力，提升了混凝土結(jié)構(gòu)本身的密實(shí)度。

3.2 彈性模量測定

理論上來講，彈性模量實(shí)際上就是對于相關(guān)材料抵抗彈性變形的能力，相應(yīng)的數(shù)值越大則代表材料的剛度值也相應(yīng)越大，同時(shí)其在某種應(yīng)力作用下的彈性變形量也越小。特別是該類型的數(shù)值是測定鋼筋混凝土裂縫和變形量的一個(gè)重要參數(shù)。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(shù)量、密度以及抗壓強(qiáng)度等方面因素相關(guān)，具體包括水泥石和骨料等施工內(nèi)容。在標(biāo)準(zhǔn)混凝土養(yǎng)護(hù)條件之下，機(jī)制砂混凝土在3 d、7 d和28 d時(shí)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(qiáng)度值也滿足C40混凝土的強(qiáng)度要求。

3.3 抗?jié)B性能測定

抗?jié)B性能也是反映混凝土結(jié)構(gòu)特性的一個(gè)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?jié)B性能比較好的混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)大都比較密實(shí)，有利于抵抗混凝土遭受外部各種因素的侵蝕。在試驗(yàn)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(xù)經(jīng)過8 h的測定后均沒有發(fā)生滲水問題，接著停止相關(guān)的試驗(yàn)操作，并測定試件劈開之后的滲水高度。通過對本次試驗(yàn)的實(shí)際操作，相應(yīng)的抗?jié)B等級大于S12，并且滲水高度數(shù)值為3.9。由此可知，機(jī)制砂混凝土也具有比較優(yōu)良的抗?jié)B能力，并且實(shí)際的抗?jié)B性能要超過同等條件下天然砂混凝土的抗?jié)B能力。

4 試驗(yàn)結(jié)果在提高機(jī)砂混凝土工程質(zhì)量方面的價(jià)值和應(yīng)用

就其在混凝土生產(chǎn)中的具體優(yōu)點(diǎn)而言，其主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：(1)質(zhì)量比較穩(wěn)定。相較于天然砂混凝土而言，機(jī)制砂的質(zhì)量更加穩(wěn)定、有利于在確?；炷涟柚瀑|(zhì)量的基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生重要的影響。而機(jī)制砂是將大塊巖石破碎后所得到的，其中所蘊(yùn)含的含泥量比較少，有利于確保最終混凝土拌制的質(zhì)量。(3)石粉有利于增加混凝土結(jié)構(gòu)的整體密實(shí)性，也有助于改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其本身所具有的物理力學(xué)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(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，當(dāng)前的機(jī)制砂生產(chǎn)設(shè)備比較先進(jìn)，加之生產(chǎn)質(zhì)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(diào)配混凝土的各項(xiàng)施工配合比，可以充分發(fā)揮機(jī)制砂在提升混凝土抗壓強(qiáng)度、彈性模量和抗?jié)B性等方面的積極作用，同時(shí)也可以確保相應(yīng)的機(jī)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(jìn)行泵送施工(地泵)。因此，在實(shí)際施工的過程中，施工企業(yè)需要結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況和施工要求來合理選用機(jī)制砂，并合理確定各項(xiàng)施工原材料的配合比，從而全面確保機(jī)制砂混凝土的拌制質(zhì)量。

總之，隨著工程建設(shè)的發(fā)展，天然砂資源面臨著嚴(yán)重的短缺問題，所以加快尋找其替代資源刻不容緩。而機(jī)制砂的誕生則可以有效地緩解了這一矛盾，其所構(gòu)成的混凝土具有良好的抗壓強(qiáng)度、彈性模量和抗?jié)B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(jìn)行泵送施工。因此，在實(shí)際的工程建設(shè)過程中，結(jié)合實(shí)際情況來合理選用機(jī)制砂及其配合比是實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)進(jìn)一步發(fā)展的重要途徑。

[1] 姚新紅.機(jī)制砂高性能混凝土抗壓強(qiáng)度研究[J].建材技術(shù)與應(yīng)用,2015, (3):60-61.

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