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摘要:由于贵州山区缺乏配制混凝土所用的原材料河砂，配制混凝土大多使用机制砂，混凝土最高设计等级为C55。在思剑线混凝土配合比设计中，根据经济合理，就地取材的原则，项目成立了用机制砂配制高强高性能混凝土课题小组，经过参与课题人员大量的试验设计与验证，确定并建议思剑高速公路混凝土均采用机制砂高强高性能混凝土配合比。
关键词：机制砂；高性能混凝土；配合比；设计
Abstract: due to the lack of preparation of guizhou mountainous area of the material used sand, mixing concrete mostly used sand mechanism, the highest level for C55 concrete design. Best line in the sword of concrete proportion design, according to the reasonable in economy, and the principle of local materials, project with mechanism established by the high performance concrete subject sand high strength group, through participation in a large number of experimental design personnel subject and verification, determined and suggest think sword highway all USES high strength concrete mechanism of the high performance concrete mix sand.
Keywords: mechanism sand; High performance concrete; Mix; design
中圖分类号：TU377文献标识码： A 文章编号：
0引言
贵州省是我国典型的岩溶地区,河流中砂沉积少,采集困难,作为混凝土的细集料的砂,主要来自机制砂和少量天然山砂。随着公路桥梁建设规模的扩大和建设等级的提高,传统的机制砂混凝土也表现出一些缺点和不足:如水泥用量大、水化热高、抗裂性差等,开展机制砂混凝土的研究具有重要的意义,研究表明:制备机制砂高性能混凝土,可以充分利用岩溶地区特有的砂石资源、消纳当地的工业废渣(粉煤灰、矿渣),并大幅度改善混凝土的工作性和耐久性,具有明显的技术经济效益。针对贵州岩溶地区原材料分布和桥梁、隧道混凝土的性能组合,通过对机制砂高性能混凝土的水泥性能、粉煤灰掺量、砂率和水灰比等因素对混凝土流动性、粘聚性、抗离析性能和强度的综合影响的分析与研究,提出了机制砂粉煤灰高性能混凝土的配合比以及配合比设计方法与原理,并在贵州思剑高速公路中得到了成功应用。
1.原材料及性能指标
1.1水泥
水泥应选用52.5强度等级的普通硅酸盐水泥，选用贵州地区泰安水泥或乌江水泥。
1.2粉煤灰
粉煤灰应选用二级或一级普通粉煤灰，优选一级粉煤灰。如选用二级粉煤灰，其烧失量、需水量比、细度三项技术性能指标应仅其中一项达不到一级要求。
1.3机制砂
机制砂细度模数应小于3.3，含泥量小于1%，石粉含量宜小于12%，亚甲蓝测试值应小于1.0。为控制机制砂的含泥量，机制砂应选择合适的生产工艺与生产设备生产，建议机制砂生产工艺采用碎石破碎机制砂工艺。如采用机制砂水洗工艺，应定期测试其水洗机制砂的石粉含量。
1.4碎石
碎石最大粒径应不大于26.5mm，含泥量应小于1%。优选二级配，5-16mm和16-26.5mm两档碎石比例优选，也可采用连续级配碎石。建议碎石采用水洗工艺，以确保控制其含泥量。
1.5减水剂
减水剂优选聚羧酸减水剂，也可选用氨基磺酸盐减水剂。具体减水剂用量应根据其固含量与混凝土工作性性能需求而定。无论选用何种外加剂，均应添加一定的合理引气组分，确保混凝土中适当的含气量，以提高混凝土的耐久性。
2.机制砂高强高性能混凝土配合比设计目标
（1）坍落度和扩展度：坍落度180～220mm，扩展度≥500mm；
（2）坍落度保持性：1h坍落度损失不大于30mm，扩展度≥500mm；
（3）抗压强度：抗压强度3d≥30MPa，7d≥55MPa，28d≥70MPa；
（4）28d弹性模量：混凝土28d弹性模量应不小于3.5×104MPa。
3.机制砂高强高性能混凝土配合比设计原则
山区机制砂高强高性能混凝土的配合比设计应遵循以下原则：
控制总胶凝材料用量、尽量降低水泥熟料用量；
优选复掺活性矿物掺合料，如粉煤灰、硅灰与矿渣粉；也可单掺活性矿物掺合料，如10-20%粉煤灰或矿渣粉；
优选聚羧酸高性能减水剂；掺加适量引气组分等。
4.优选机制砂高强高性能混凝土配合比
经过大量的试验试配，确定优选的C60机制砂高强高性能混凝土配合比如表。
5.试验结果
1）、混凝土拌合物性能：坍落度220mm，扩展度600mm，1h坍落度损失2mm，保水性、棍度等性能指标均很好
2）、混凝土强度性能：3d立方体抗压强度为57.5MPa,7d立方体抗压强度为64.8MPa，28d立方体抗压强度为74.2MPa,3d抗压弹性模量3.8×106MPa,7d抗压弹性模量为4.3×106MPa
3）、混凝土耐久性能：由于课题开展时间不长，耐久性能指标尚在测试过程中
6.注意事项
1)、实际生产中，碎石需控制最大粒径，机制砂一定要控制其含泥量。
2)、水胶比可根据原材料的性能特点，混凝土试配强度与拌和物的状态进行上下调整。
3)、在配合比计算时，应考虑砂、石的含水率；生产时应严格控制水量，表中用水量和外加剂掺量供参考使用，可以适当调整。
4)、测试混凝土标准强度时，应注意标准养护条件，养护条件的差异对测试结果有影响。
5)、选用不同类型的减水剂及其他混凝土原材料时，应通过试验室试验验证后才能使用。
7结论
(1)在机制砂高性能混凝土配制中,在水泥强度合格的条件下,选择需水量较小的水泥,可以实现混凝土水灰比的降低,有利于形成较高的混凝土强度。
(2)粉煤灰的掺入显著改善了粉煤灰混凝土的流动性,当粉煤灰掺量为15%时,新拌混凝土具有最大的坍落度,掺量为10%时,混凝土的28d强度略有提高。
(3)机制砂高性能混凝土粉体含量高,振捣时浆体容易富集在混凝土的表面形成浮浆,在不离析的情况下应尽量减少砂率。
(4)机制砂高性能混凝土实验梁具有较高的强度,外观均匀致密。
参考文献
[1]廉慧珍.对“高性能混凝土”十年来推广应用的反思.混凝土,2003,(7):10～13.
关键词：机制砂；高性能混凝土；配合比；设计
Abstract: due to the lack of preparation of guizhou mountainous area of the material used sand, mixing concrete mostly used sand mechanism, the highest level for C55 concrete design. Best line in the sword of concrete proportion design, according to the reasonable in economy, and the principle of local materials, project with mechanism established by the high performance concrete subject sand high strength group, through participation in a large number of experimental design personnel subject and verification, determined and suggest think sword highway all USES high strength concrete mechanism of the high performance concrete mix sand.
Keywords: mechanism sand; High performance concrete; Mix; design
中圖分类号：TU377文献标识码： A 文章编号：
0引言
贵州省是我国典型的岩溶地区,河流中砂沉积少,采集困难,作为混凝土的细集料的砂,主要来自机制砂和少量天然山砂。随着公路桥梁建设规模的扩大和建设等级的提高,传统的机制砂混凝土也表现出一些缺点和不足:如水泥用量大、水化热高、抗裂性差等,开展机制砂混凝土的研究具有重要的意义,研究表明:制备机制砂高性能混凝土,可以充分利用岩溶地区特有的砂石资源、消纳当地的工业废渣(粉煤灰、矿渣),并大幅度改善混凝土的工作性和耐久性,具有明显的技术经济效益。针对贵州岩溶地区原材料分布和桥梁、隧道混凝土的性能组合,通过对机制砂高性能混凝土的水泥性能、粉煤灰掺量、砂率和水灰比等因素对混凝土流动性、粘聚性、抗离析性能和强度的综合影响的分析与研究,提出了机制砂粉煤灰高性能混凝土的配合比以及配合比设计方法与原理,并在贵州思剑高速公路中得到了成功应用。
1.原材料及性能指标
1.1水泥
水泥应选用52.5强度等级的普通硅酸盐水泥，选用贵州地区泰安水泥或乌江水泥。
1.2粉煤灰
粉煤灰应选用二级或一级普通粉煤灰，优选一级粉煤灰。如选用二级粉煤灰，其烧失量、需水量比、细度三项技术性能指标应仅其中一项达不到一级要求。
1.3机制砂
机制砂细度模数应小于3.3，含泥量小于1%，石粉含量宜小于12%，亚甲蓝测试值应小于1.0。为控制机制砂的含泥量，机制砂应选择合适的生产工艺与生产设备生产，建议机制砂生产工艺采用碎石破碎机制砂工艺。如采用机制砂水洗工艺，应定期测试其水洗机制砂的石粉含量。
1.4碎石
碎石最大粒径应不大于26.5mm，含泥量应小于1%。优选二级配，5-16mm和16-26.5mm两档碎石比例优选，也可采用连续级配碎石。建议碎石采用水洗工艺，以确保控制其含泥量。
1.5减水剂
减水剂优选聚羧酸减水剂，也可选用氨基磺酸盐减水剂。具体减水剂用量应根据其固含量与混凝土工作性性能需求而定。无论选用何种外加剂，均应添加一定的合理引气组分，确保混凝土中适当的含气量，以提高混凝土的耐久性。
2.机制砂高强高性能混凝土配合比设计目标
（1）坍落度和扩展度：坍落度180～220mm，扩展度≥500mm；
（2）坍落度保持性：1h坍落度损失不大于30mm，扩展度≥500mm；
（3）抗压强度：抗压强度3d≥30MPa，7d≥55MPa，28d≥70MPa；
（4）28d弹性模量：混凝土28d弹性模量应不小于3.5×104MPa。
3.机制砂高强高性能混凝土配合比设计原则
山区机制砂高强高性能混凝土的配合比设计应遵循以下原则：
控制总胶凝材料用量、尽量降低水泥熟料用量；
优选复掺活性矿物掺合料，如粉煤灰、硅灰与矿渣粉；也可单掺活性矿物掺合料，如10-20%粉煤灰或矿渣粉；
优选聚羧酸高性能减水剂；掺加适量引气组分等。
4.优选机制砂高强高性能混凝土配合比
经过大量的试验试配，确定优选的C60机制砂高强高性能混凝土配合比如表。
5.试验结果
1）、混凝土拌合物性能：坍落度220mm，扩展度600mm，1h坍落度损失2mm，保水性、棍度等性能指标均很好
2）、混凝土强度性能：3d立方体抗压强度为57.5MPa,7d立方体抗压强度为64.8MPa，28d立方体抗压强度为74.2MPa,3d抗压弹性模量3.8×106MPa,7d抗压弹性模量为4.3×106MPa
3）、混凝土耐久性能：由于课题开展时间不长，耐久性能指标尚在测试过程中
6.注意事项
1)、实际生产中，碎石需控制最大粒径，机制砂一定要控制其含泥量。
2)、水胶比可根据原材料的性能特点，混凝土试配强度与拌和物的状态进行上下调整。
3)、在配合比计算时，应考虑砂、石的含水率；生产时应严格控制水量，表中用水量和外加剂掺量供参考使用，可以适当调整。
4)、测试混凝土标准强度时，应注意标准养护条件，养护条件的差异对测试结果有影响。
5)、选用不同类型的减水剂及其他混凝土原材料时，应通过试验室试验验证后才能使用。
7结论
(1)在机制砂高性能混凝土配制中,在水泥强度合格的条件下,选择需水量较小的水泥,可以实现混凝土水灰比的降低,有利于形成较高的混凝土强度。
(2)粉煤灰的掺入显著改善了粉煤灰混凝土的流动性,当粉煤灰掺量为15%时,新拌混凝土具有最大的坍落度,掺量为10%时,混凝土的28d强度略有提高。
(3)机制砂高性能混凝土粉体含量高,振捣时浆体容易富集在混凝土的表面形成浮浆,在不离析的情况下应尽量减少砂率。
(4)机制砂高性能混凝土实验梁具有较高的强度,外观均匀致密。
参考文献
[1]廉慧珍.对“高性能混凝土”十年来推广应用的反思.混凝土,2003,(7):10～13.