普通机制砂在桥梁高标号混凝土中的应用分析

摘要：混凝土施工程序较多，从原材料准备、配料、搅拌到浇灌各个环节都有可能造成混凝土性能变异。若要拌制出合格的混凝土，除对原材料进场把好关外，在做好配合比设计同时，还要做好施工过程工艺控制。本文就主要对普通机制砂在桥梁高标号混凝土中的应用进行了简要分析。

关键词：机制砂；混凝土；桥梁

中图分类号：TV331 文献标识码： A

一、机制砂的概述

1、概述

随着我国建设的发展，越来越多地采用高标准混凝土及其制品作为建筑材料。随着河砂的大量消耗，机制砂成为河砂的一个重要替代品，但等量替代后机制砂高标准混凝土的强度是否会达到河砂高标准混凝土的等级是我们所关注的。一般采用正交设计的方法，以取代率、砂率和减水剂及水胶比为四因素，研究在三个不同水平下，高标准混凝土的工作性、抗压强度、抗折强度、电通量、抗氯离子渗透性能等，以求得出各因素对高标准混凝土影响的主次，并找出最优的搭配。

2、强度情况

通过多次试验比较，发现在采用相同比例细集料的情况下，用机制砂浇筑的高标准混凝土比河砂高标准混凝土的强度要高5MPa左右，这是机制砂的颗粒粗糙的优势作用。所以从内在质量的角度考虑，采用机制砂对高标准混凝土的强度更为有利。

3、外观质量情况

由于机制砂拌制的高标准混凝土的和易性相对较差，与河砂拌制的高标准混凝土比较，机制砂高标准混凝土的性能相对较差，虽然通过试验比较，外观质量相对差不多，但外观质量不是很稳定。且发现在墩柱盖梁C30高标准混凝土中，发现外观质量相对较差，而在C40预制梁高标准混凝土中，外观质量相对较好，在C50预制梁高标准混凝土中，外观质量很好。由此可见，用机制砂拌制的高标准混凝土，随着胶凝材料用量的增加，外观质量越好。

二、机制砂高标准混凝土的性能研究

1、高标准混凝土硬化前的性能

硬化前的机制砂高标准混凝土主要研究其和易性、可加工性、可塑性和稠度等几种工作性能，这些性能彼此关联，多方面、多角度的描述新拌机制砂高标准混凝土的工作特性。坍落度是高标准混凝土和易性的具体指标，而和易性又是高标准混凝土众多指标中最重要的一个指标，它既代表着高标准混凝土浇筑成型的难易程度，也代表着高标准混凝土材料离析性能的好坏。

砂的细度模数和级配是高标准混凝土的和易性的两个重要指标，同时，高标准混凝土的和易性也与用水量、砂率、水泥用量等参数有关。细度模数一般控制在2.8～3.1之间为最佳，太大则粗颗粒太多，级配不合理，和易性变差，可掺入粉煤灰弥补缺陷，但也会成本提高，经济不合理；太小则细粉过多，需水量大，高标准混凝土强度低，水泥用量增加。石粉含量也是坍落度的一个重要指标，含量小于5%时，和易性差，当含量在6%～9%之间时，和易性好，并对高标准混凝土强度的影响也小。因此，通过调整机制砂的石粉含量、砂率，设计合理的高标准混凝土配合比，是可以配制出和易性很好、适合工程应用的机制砂高标准混凝土的。

2、机制砂高标准混凝土的力学性能

对高标准混凝土而言，其力学指标主要包括抗折、抗拉、抗压、抗弯、粘结、疲劳等强度指标，还包括弹性模量和收缩徐变特性等指标。相对其他指标，国内外学者主要研究了高标准混凝土的抗压强度和弹性模量这两个指标，也积累了较丰富的实验资料。一般机制砂的级配中，0.3mm以下砂仅有10%左右，所占比例小。规范规定泵送高标准混凝土0.3mm以下砂比例需多于15%。而天然砂的粒径却集中在0.3mm以下，可以与机制砂混合使用――人工混合砂，配置施工性能良好的高标准混凝土。

3、机制砂高标准混凝土的耐久性能

高标准混凝土的耐久性是指高标准混凝土结构在规定的使用年限内实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持保持其安全性、正常使用和外观完整性的能力。简单地说，高标准混凝土材料的耐久性指标一般包括：抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、高标准混凝土的碳化和碱骨料反应等指标。高标准混凝土的抗渗抗冻性能与其密实度成正比。抗渗性能主要与高标准混凝土的孔隙率有关。研究发现，机制砂虽然孔隙率比较大，但是砂中的石粉可以作为一种有效的填料，虽然活性不足，但可以提高高标准混凝土的密实性，增强水泥与骨料的粘结；也有学者提出石粉可以加速C3S的水化，并与C3A、C3S反应生成结晶水化物，从而改善机制砂高标准混凝土的孔隙结构，提高其抗渗性能。目前，还没有有效改善机制砂高标准混凝土其他性能的措施，对这方面还缺乏系统的试验与研究。试验表明：人工混合砂的抗渗性能优越，可以媲美天然砂高标准混凝土；人工混合砂高标准混凝土在抗渗性、抗冻性、抗氯离子渗透性、抗碳化性及抗硫酸盐侵蚀性等方面的性能都有优越表现，甚至比中砂高标准混凝土更优。

三、机制砂在高标准混凝土中的应用

1、混凝土T梁生产中的应用

T梁作为桥梁上部的主要结构，对于其配比标准十分严格，比如要考虑碳化、弹性模量的影响等，对于砂率的配比不允许过大，在预应力梁的设计上，不能使用粉煤灰。在其配比中，要充分考虑以下因素，首先，对于高标准机制砂混凝土强度的研究，经过研究发现，当混凝土中的石粉含量为3.5%时，混凝土的抗压强度会随着时间的增加，而逐渐显示出耐压性，在早期时，石粉含量为7%的混凝土强度高于3.5%的混凝土，但是在后期就增加较慢，耐压性弱于3.%的混凝土。

其次，混凝土在T梁生产中的应用，弹性变形也是混凝土的重要力学特性，在计算混凝土的结构中，常常应用弹性模型来衡量混凝土的弹性变形程度。经研究发现，影响混凝土弹性模型的因素主要有三种，第一种是混凝土拌合物中的粗骨料用量，用量越大混凝土的弹性模型也越高；第二种是混凝土中砂浆的空隙率，当这种空隙率越低时，弹性模量也越高；第三种是粗骨料与水泥浆体之间的过渡区，其中水灰比、养护时间以及温度湿度等，都影响着过渡区各种集料与水泥浆体之间的化学反应。

在施工控制上，要从原材料的进场开始，严格确保每项技术的指标都符合规范要求，比如在进行拌和时，要根据具有的配合比进行严格的计算，将塌落度控制在5～8cm，同时使用附着式振捣器，在振捣的过程中，同时使用振捣器进行振捣。经过实验发现，机制砂混凝土的强度要比天然河砂混凝土的强度高出1.5Mpa，而且具有较好的和易性，使得梁外观以及质量等效果都比较显著，在T梁生产中具有重要的作用。

2、混凝土桥梁墩身生产中的应用

混凝土桥梁墩身生产中的应用，要充分考虑机制砂混凝土的强度以及各种试配结构，在经过一系列的数据对比和分析之后，得出以下结论，在相同的实验条件下，机制砂混凝土的强度要比河砂高出7～8Mpa，而且水泥对于JF-2外加剂的适应性比较强，同时，当机制砂的含粉量低于10%的时候，混凝土是否水洗对于混凝土的强度带来的影响不大。在施工中，将机制砂和河砂按照1：1的配比进行配置后，其强度与机制砂相同，但是在拌和时，其和易性要比单独使用河砂配置混凝土的强度要高。

桥梁墩身对于混凝土的质量要求比较高，不仅要求混凝土具有一定的强度和耐久性，更要具有良好的工作性，以及可泵性，因此，原材料的选择和配合比的设计，是保障这些要求的最基本特性。这就要求机制砂拌和物，在泵送输送管道中，不离析、不堵管，而且产生的摩擦力要小，粘聚性要好，这样可以提高可泵性技术的成功率，使得混凝土的内聚性增强，减少流动的阻力。在具体的应用过程中，还可以掺加适量的引气成分，优化配比的参数，根据最紧密的堆积理论，使得混凝土的堆积密度达到最大，提高混凝土的工作性能。

结束语

综上所述，加强对机制砂在高标准混凝土中的剖析，能够对高标准混凝进行把握，进而能够提出一些应用的对策，如此方可在实践的工程中对机制砂进行掌控，提高高标准混凝土的施工质量。

参考文献

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