黄 盛

（贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳 550001）

1 项目概况

由贵州桥梁建设集团有限责任公司第六分公司承建的黔织高速公路T2标六冲河特大桥位于黔西至织金交界处，该桥主桥为195m＋438m＋195m的双塔斜拉桥，北引桥（黔西岸）为3×30m T型梁桥，南引桥（织金岸）为19×30m T型梁桥，全桥总长1508m，设计基准期为100年，为黔织高速公路的主要控制性工程。根据贵州黔西至织金地区山区气候环境特点，结合六冲河特大桥项目工地原材料特性及施工现场条件，经过大量的试验设计与验证，确定并建议六冲河特大桥上部结构主梁用C60机制砂高强高性能混凝土配合比。

2 配合比设计技术要求

由于混凝土的耐久性指标检验周期较长，施工单位应充分考虑试验周期和可能出现的原材料变化等因素，提前进行配合比的选定工作，并考虑到出现特殊情况的可能，做好技术储备工作。同时对于高强高性能混凝土的最大水胶比、最小水泥用量、最低胶凝材料用量、最大胶凝材料用量以及矿物掺合料掺量应根据具体施工环境条件与设计要求通过试验选定。

山区高寒环境下机制砂高强高性能混凝土配合比设计应遵循以下原则：应尽可能减少混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量；控制总胶凝材料用量，适量单掺或复掺优质粉煤灰、磨细矿渣粉等矿物掺合料；选用低水化热和低碱含量的水泥，尽可能避免使用早强水泥和高C3A含量的水泥；优选高效减水、适量引气和能改善细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性能的复合聚羧酸减水剂；机制砂、碎石应严格控制泥及泥块含量、针片状颗粒含量，优化级配。

本工程六冲河特大桥用C60机制砂高强混凝土配合比设计参数应满足：总胶凝材料用量不大于550kg／m3，不宜小于450kg／m3；优选复掺粉煤灰和硅灰复合矿物掺合料，也可单掺粉煤灰或矿渣粉，矿物掺合料的掺量不应小于10%；机制砂含泥量应严格控制，小于0.8%；砂率应根据混凝土状态，控制在43%～48%之间；粗骨料最大粒径不宜大于26.5mm；优选聚羧酸减水剂。

3 选料及配合比的配制

3.1 C60混凝土的试配

在计算混凝土配合比时，首先应满足混凝土的工作性，应保证混凝土坍落度达到180～220mm，扩展度应大于500mm，且流动性能好，不泌水。鉴于采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（5～16mm，16～31.5mm），符合5～31.5mm连续级配要求，水泥采用海螺牌P·O52.5水泥，减水剂采用山西黄腾生产的AS—2（水剂）。掺合料采用山西生产的硅灰，配出的混凝土强度均达不到试配要求。

为在保证混凝土工作性的情况下提高强度，试验室对原材料进行大量试验分析，发现在生产过程中有一定的含泥量。通过将砂用水冲洗干净，再经过筛分，砂中细颗粒（0.315mm以下）含量偏少，拌出的混凝土离析，根据机制砂的级配要求，掺加适量的粉煤灰代替砂中的细颗粒含量，配出的混凝土强度虽能满足要求，但泌水以及保水性差，况且在实际施工中工地上用水洗砂是无法达到要求的。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%以内，如果用碎石加工机制砂，砂的含泥量可大大减小，在生产过程当中也容易控制。

3.2 原材料及性能指标

水泥选用52.5强度等级的普通硅酸盐水泥，选用贵州地区海螺水泥或乌蒙山水泥。粉煤灰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、需水量比和细度三项技术性能指标中应仅一项达不到一级要求。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，应定期测试水洗机制砂的石粉含量。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4∶6，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。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。

采用碎石加工砂进行试验，把碎石筛出26.5mm以上颗粒，将碎石调配成5～25mm的连续级配，再将砂适当调整，配出的混凝土坍落度在200～220mm之间，扩展度均大于550mm，同时采用水城生产的矿碴微粉做混凝土掺合料；另外配制不加掺合料的C60混凝土，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，采用不同的减水剂（UNF—3C、聚羧酸）进行试验比较，先后用4种砂率和石粉含量均不同的砂进行试配比较。试配结果表明，UNF—3C减水剂配的混凝土坍落度在160～190mm之间，AS—2减水剂配出的混凝土坍落度在190～220mm之间，而聚羧酸减水剂配出的混凝土坍落度变化很大，在160～245mm之间。

在C60混凝土配制过程共采用不同砂率、不同水胶比的C60混凝土试验54种，通过试验比较，选定其中3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进行验证。

经试验，C60机制砂高强高性能混凝土坍落度180～220mm，扩展度≥500mm；坍落度保持性方面，1h坍落度损失不大于30mm，扩展度≥500mm；抗压强度方面，3d≥30MPa，7d≥55MPa，28d≥70MPa；混凝土28d弹性模量不小于3.5×104MPa。本试验室对P·O52.5水泥胶砂强度进行了两次检测，结果表明，采用海螺牌水泥配制而成的胶砂强度为57.9MPa、57.4MPa，采用乌蒙山牌水泥配制而成的胶砂强度为62.6MPa、63.1MPa。经优选的C60机制砂高强高性能混凝土配合比如表1所示。

表1 混凝土配合比材料数量表

4 结语

通过混凝土试配强度和单价分析，用机制山砂配制大流动度C60混凝土，不但从经济上节约成本，降低工程造价，而且混凝土抗压强度和各项物理性能指标均满足工地施工要求，为六冲河大桥主梁施工创造了条件，赢得了时间，为贵州用机制山砂配制大流动度C60混凝土开辟了先例。

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