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摘要：本文通过使用铁砂与配重石替代普通混凝土粗细骨料，结合工程实际，配制符合要求的铁砂配重石混凝土，解决了上海浦东美术馆工程钢结构天桥设施的配重问题。着重阐述了配合比的研制以及在工程中的成功应用，以期在以后的相关工程中能够得到借鉴。
关键词：配重混凝土;原材料;配合比;施工应用
0 前言
重混凝土的表观密度通常在2600kg/m 3 以上，一般作用于结构的配重和防护使用。相比较普通混凝土而言，配重混凝土的表观密度较大，需要用表观密度大的骨料来实现，在材料选择上一般有重晶石、钢砂、铁砂等，在桥梁工程中使用配重混凝土是为了能够有效保证桥梁的坚固性，达到桥面与支座受力平衡的目的。
1 工程概况
上海浦东美术馆项目位于浦东新区小陆家嘴E06-02地块，东至富城路，南至明珠塔路，西至滨江大道，北邻上海国际会议中心，建成后将成为上海黄浦江东岸沿线的全新文化地标，是国际文化艺术交流的重要平台。（见图1）
该工程主楼建筑西侧二层与外滩相连接，设置了一条横跨滨江大道的人行天桥，桥面两侧钢梁处，需要使用混凝土配重，以平衡桥面板与支座间的重量。设计要求混凝土强度不低于C35，坍落度（180±30）mm，设计龄期28d，配重混凝土容重不低于40KN/m 3（换算KG/m 3取10，换算后为4000kg/m?），同时需保证混凝土和易性及施工性满足要求。
2 原材料选择
2.1骨料的选择
混凝土中骨料的表观密度与堆积密度对混凝土的容重影响至关重要，施工要求混凝土设计容重在40KN/m 3以上，因此需要采用较重骨料才能实现。经我公司材料科及试验室努力寻找和比对，先后采购、调用了多个来源的粗细骨料，包括铁砂、钢砂及重晶石、玄武岩等，最终选择了生产自北京鑫盛昌建材有限公司的铁砂及配重石作为混凝土的粗细骨料（见图2）。经检测，铁砂表观密度6770kg/m 3， 细度2.7;配重石表观密度4260 kg/m 3， 粒径5-25mm，含泥量1.0%。
2.2外加剂的选择
选用上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司生产的8325型聚羧酸系高性能减水剂，其匀质性指标见表1。
2.3其他原材料
水泥：上海海螺明珠厂生产的PO42.5级普通硅酸盐水泥，各项性能指标均符合《通用硅酸盐水泥》（GB175）标准。
矿粉：张家港恒昌新型建筑材料有限公司生产的S95级矿粉，物理指标符合《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046）规定要求。
粉煤灰：上海电桥实业有限公司生产的C类Ⅱ级粉煤灰，符合《水泥和混凝土用粉煤灰》（GB/T1596）的要求。
水：自来水，指标按照《混凝土用水标准》（JGJ63）的要求。
3 铁砂配重混凝土配合比确定
3.1混凝土配合比设计
对于重混凝土而言，混凝土容重是首要目的，同时要兼顾混凝土强度与和易性。根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）标准以及本工程涉及的混凝土设计强度、容重要求和施工工艺为准则，拟定四个配合比进行本工程C35铁砂配重石混凝土的试配（配合比见表2）。
3.2 混凝土试验数据及分析
采用四个配合比的试配得出结果见表3
经过验证，四个配合比的28d抗压强度和试配容重均能够满足设计要求，但相比较而言，由于试验1和试验2，配合比中铁砂的掺量较高，自身的比重过大造成了混凝土的粘聚性过高，且浆体过重影响了拌合物的整体匀质性，不同程度的引起了骨料的沉淀和拌合物的离析，不利于工程施工中的浇捣。另一方面，从性价比上考虑，铁砂的材料价格非常昂贵，是普通配重石的2-3倍之多，成本控制壓力较大，因此从技术上与经济上出发，这两个试配配合比都不予以选用。从3和4两个试配配合比中我们可以看出，在砂率、水泥用量、外加剂掺量以及水胶比方面都做出了一定的调整，主要目的是为了优化拌合物的整体性能，同时也可以降低一部分材料的单方混凝土成本。通过调整配合比中粗细骨料的比列，采用较为合理的砂率，在胶凝材料不变的情况下，利用部分矿粉等量取代水泥用量，再提高了少许用水量，将水胶比提高至0.43，最终使混凝土拌合物的各项性能指标能够贴近普通混凝土的状态，更利于工程施工。从试验3和试验4两者的比较发现，拌合物性能以及力学性能数据上的表现，试验4明显要优于试验3，但混凝土的实测容重上试验3要高于试验4。考虑到重骨料价格方面的因素，我们以达到设计容重的最小细骨料掺量为原则，经济与技术相结合，最终选择第4组配合比作为最终施工用配合比（见图3）。
4 铁砂配重混凝土的应用
4.1生产准备
该项目工程位置处于浦东陆家嘴地区，经过20年开发，早已经高楼林立，从运程上看，距离搅拌站约为18公里，路况较为复杂，且正值炎炎夏日，车程时间需要1小时，因此在配合比设计时，我们检测了混凝土的坍落度经时损失，90分钟实测值损失30mm，损耗满足施工方面控制要求。生产前，搅拌站生产部门，做好了有关供应前的设备检查、保养维修工作，使整个生产控制系统处于良好状态。待装载的搅拌车也进行了拌筒清洗工作，由专人把关，确认将拌筒内的积水排尽。技术质量部门严密组织，根据拟定的施工配合比配制生产铁砂配重混凝土，严格控制好出厂混凝土的工作状态，在日常取样频率的基础上，增加了取样检测的频率。在生产过程中，值班调度利用混凝土搅拌车GPS卫星定位系统，及时调度运输车辆，并与现场泵工保持了密切的联系，保证混凝土施工的连续性、运送频率均匀性。施工工程现场混凝土采用汽泵入模，施工前已通知泵车提前就位。现场设一名施工指挥，对混凝土的浇筑进行各方面协调、布置。混凝土到达工地后，由专职人员负责，及时在现场对每车混凝土进行取样，首要检测坍落度、扩展度以及表观密度，达到质量要求后进行混凝土浇捣作业。
4.2应用情况
混凝土于2020年7月29日上午正式浇筑，值得注意的是，配重混凝土其自身容重较大，每盘搅拌满量的情况下对生产及运输设备的损耗将非常明显，因此在实际生产中，我们采用了每盘减量的方式进行生产，每车装载方量相比普通混凝土减少了2/3。混凝土采用现场检测，当天生产的混凝土施工顺利，坍落度160mm-200mm，扩展度430mm-510mm，表观密度4020-4170kg/m 3，和易性良好，工作性能稳定（见图4）。
5 结论
（1）合理使用铁砂和配重石组合的设计思路，以施工单位的建设需求，配制出表观密度40KN/m 3以上，和易性良好的C35铁砂配重混凝土，达到了预期的效果。
（2）配重混凝土必须达到设计容重为首要目标，鉴于粗细骨料的价格偏高，我们在配合比设计时，以满足最大设计配重的最小骨料掺量为准，可达到技术与经济上的平衡。
（3）混凝土的容重是运输与施工的难点，过程中应尽量减少混凝土到达施工现场的等待时间。
（4）配重混凝土方面目前还缺乏成型的理论基础做支持，需要做大量的试验和论证，用以完善和规范，确保可行性、安全性、耐久性。
参考文献
[1]方卉，王军.重混凝土的配合比设计方法的探讨[J].混凝土，2007（3）：78-81.
[2]林奕，孙建明.重晶石混凝土施工质量控制[J].浙江建筑，2005（10）：46-47.
[3]中国建筑科学研究院.JGJ55-2011.普通混凝土配合比设计规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.
关键词：配重混凝土;原材料;配合比;施工应用
0 前言
重混凝土的表观密度通常在2600kg/m 3 以上，一般作用于结构的配重和防护使用。相比较普通混凝土而言，配重混凝土的表观密度较大，需要用表观密度大的骨料来实现，在材料选择上一般有重晶石、钢砂、铁砂等，在桥梁工程中使用配重混凝土是为了能够有效保证桥梁的坚固性，达到桥面与支座受力平衡的目的。
1 工程概况
上海浦东美术馆项目位于浦东新区小陆家嘴E06-02地块，东至富城路，南至明珠塔路，西至滨江大道，北邻上海国际会议中心，建成后将成为上海黄浦江东岸沿线的全新文化地标，是国际文化艺术交流的重要平台。（见图1）
该工程主楼建筑西侧二层与外滩相连接，设置了一条横跨滨江大道的人行天桥，桥面两侧钢梁处，需要使用混凝土配重，以平衡桥面板与支座间的重量。设计要求混凝土强度不低于C35，坍落度（180±30）mm，设计龄期28d，配重混凝土容重不低于40KN/m 3（换算KG/m 3取10，换算后为4000kg/m?），同时需保证混凝土和易性及施工性满足要求。
2 原材料选择
2.1骨料的选择
混凝土中骨料的表观密度与堆积密度对混凝土的容重影响至关重要，施工要求混凝土设计容重在40KN/m 3以上，因此需要采用较重骨料才能实现。经我公司材料科及试验室努力寻找和比对，先后采购、调用了多个来源的粗细骨料，包括铁砂、钢砂及重晶石、玄武岩等，最终选择了生产自北京鑫盛昌建材有限公司的铁砂及配重石作为混凝土的粗细骨料（见图2）。经检测，铁砂表观密度6770kg/m 3， 细度2.7;配重石表观密度4260 kg/m 3， 粒径5-25mm，含泥量1.0%。
2.2外加剂的选择
选用上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司生产的8325型聚羧酸系高性能减水剂，其匀质性指标见表1。
2.3其他原材料
水泥：上海海螺明珠厂生产的PO42.5级普通硅酸盐水泥，各项性能指标均符合《通用硅酸盐水泥》（GB175）标准。
矿粉：张家港恒昌新型建筑材料有限公司生产的S95级矿粉，物理指标符合《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046）规定要求。
粉煤灰：上海电桥实业有限公司生产的C类Ⅱ级粉煤灰，符合《水泥和混凝土用粉煤灰》（GB/T1596）的要求。
水：自来水，指标按照《混凝土用水标准》（JGJ63）的要求。
3 铁砂配重混凝土配合比确定
3.1混凝土配合比设计
对于重混凝土而言，混凝土容重是首要目的，同时要兼顾混凝土强度与和易性。根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）标准以及本工程涉及的混凝土设计强度、容重要求和施工工艺为准则，拟定四个配合比进行本工程C35铁砂配重石混凝土的试配（配合比见表2）。
3.2 混凝土试验数据及分析
采用四个配合比的试配得出结果见表3
经过验证，四个配合比的28d抗压强度和试配容重均能够满足设计要求，但相比较而言，由于试验1和试验2，配合比中铁砂的掺量较高，自身的比重过大造成了混凝土的粘聚性过高，且浆体过重影响了拌合物的整体匀质性，不同程度的引起了骨料的沉淀和拌合物的离析，不利于工程施工中的浇捣。另一方面，从性价比上考虑，铁砂的材料价格非常昂贵，是普通配重石的2-3倍之多，成本控制壓力较大，因此从技术上与经济上出发，这两个试配配合比都不予以选用。从3和4两个试配配合比中我们可以看出，在砂率、水泥用量、外加剂掺量以及水胶比方面都做出了一定的调整，主要目的是为了优化拌合物的整体性能，同时也可以降低一部分材料的单方混凝土成本。通过调整配合比中粗细骨料的比列，采用较为合理的砂率，在胶凝材料不变的情况下，利用部分矿粉等量取代水泥用量，再提高了少许用水量，将水胶比提高至0.43，最终使混凝土拌合物的各项性能指标能够贴近普通混凝土的状态，更利于工程施工。从试验3和试验4两者的比较发现，拌合物性能以及力学性能数据上的表现，试验4明显要优于试验3，但混凝土的实测容重上试验3要高于试验4。考虑到重骨料价格方面的因素，我们以达到设计容重的最小细骨料掺量为原则，经济与技术相结合，最终选择第4组配合比作为最终施工用配合比（见图3）。
4 铁砂配重混凝土的应用
4.1生产准备
该项目工程位置处于浦东陆家嘴地区，经过20年开发，早已经高楼林立，从运程上看，距离搅拌站约为18公里，路况较为复杂，且正值炎炎夏日，车程时间需要1小时，因此在配合比设计时，我们检测了混凝土的坍落度经时损失，90分钟实测值损失30mm，损耗满足施工方面控制要求。生产前，搅拌站生产部门，做好了有关供应前的设备检查、保养维修工作，使整个生产控制系统处于良好状态。待装载的搅拌车也进行了拌筒清洗工作，由专人把关，确认将拌筒内的积水排尽。技术质量部门严密组织，根据拟定的施工配合比配制生产铁砂配重混凝土，严格控制好出厂混凝土的工作状态，在日常取样频率的基础上，增加了取样检测的频率。在生产过程中，值班调度利用混凝土搅拌车GPS卫星定位系统，及时调度运输车辆，并与现场泵工保持了密切的联系，保证混凝土施工的连续性、运送频率均匀性。施工工程现场混凝土采用汽泵入模，施工前已通知泵车提前就位。现场设一名施工指挥，对混凝土的浇筑进行各方面协调、布置。混凝土到达工地后，由专职人员负责，及时在现场对每车混凝土进行取样，首要检测坍落度、扩展度以及表观密度，达到质量要求后进行混凝土浇捣作业。
4.2应用情况
混凝土于2020年7月29日上午正式浇筑，值得注意的是，配重混凝土其自身容重较大，每盘搅拌满量的情况下对生产及运输设备的损耗将非常明显，因此在实际生产中，我们采用了每盘减量的方式进行生产，每车装载方量相比普通混凝土减少了2/3。混凝土采用现场检测，当天生产的混凝土施工顺利，坍落度160mm-200mm，扩展度430mm-510mm，表观密度4020-4170kg/m 3，和易性良好，工作性能稳定（见图4）。
5 结论
（1）合理使用铁砂和配重石组合的设计思路，以施工单位的建设需求，配制出表观密度40KN/m 3以上，和易性良好的C35铁砂配重混凝土，达到了预期的效果。
（2）配重混凝土必须达到设计容重为首要目标，鉴于粗细骨料的价格偏高，我们在配合比设计时，以满足最大设计配重的最小骨料掺量为准，可达到技术与经济上的平衡。
（3）混凝土的容重是运输与施工的难点，过程中应尽量减少混凝土到达施工现场的等待时间。
（4）配重混凝土方面目前还缺乏成型的理论基础做支持，需要做大量的试验和论证，用以完善和规范，确保可行性、安全性、耐久性。
参考文献
[1]方卉，王军.重混凝土的配合比设计方法的探讨[J].混凝土，2007（3）：78-81.
[2]林奕，孙建明.重晶石混凝土施工质量控制[J].浙江建筑，2005（10）：46-47.
[3]中国建筑科学研究院.JGJ55-2011.普通混凝土配合比设计规程[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.