高速公路工程中机制砂高性能混凝土的应用

高速公路工程中机制砂高性能混凝土的应用

刘夏文

云南云岭高原养护工程有限公司  云南昆明650000

摘要：建筑行业相较于过去得到了十足的发展，这就形成了建筑资源供不应求的局面，尤其是天然砂资源不仅产量减少，质量也得不到保障，不能够满足当前建筑行业对天然砂的需要。因此，在现阶段，工程建设更多地使用机制砂高性能混凝土，而且机制砂高性能混凝土的性能更具耐久性，所以在高速公路工程中得以广泛应用。本文对高速公路工程中机制砂高性能混凝土的应用展开分析，并给出个人建议，以期提供参考依据。

关键词：高速公路工程；机制砂；高性能混凝土

引言：近些年，我国经济发展迅速，促进基础设施不断发展和完善，高速公路是时代发展的产物，在高速公路施工中，对混凝土以及其他相关建筑材料的需求呈递增趋势，但是由于我国的资源受地理因素的影响，导致分配十分不均，而且对于建筑材料多数都是不可再生的资源，不能够满足当前的需求用量。因此，机制砂高性能混凝土应运而生，但是当前高性能的机制砂混凝土仍然具有很大的局限性，希望相关人员不断探讨，不断研究，希望在高速公路工程中更好的应用机制砂高性能混凝土，从而保障高速公路工程的整体质量。

一、机制砂高性能混凝土在高速公路工程中的应用

1、高性能机制砂混凝土配合比设计

高性能混凝土具有很多其他类似建筑材料所没有的优点，例如，工作性能和力学性能较好，具有很强的耐久性、体积具有较强的稳定性。所以，根据它自身所具有的特点在配置时，要使用比一般混凝土低一些的水量，这样混凝土的渗透性也会有所提高。除此之外，还要减少对于水泥的用量，使高性能混凝土的稳定性达到最佳。对于颗粒剂的配比也要进行优化，提高其自身的堆积密度。为了使混凝土的密度更小、耐久性更高，在配比高效减水剂和双掺和性掺和料的时候，也要对水的使用量加以减少。而且由于机制砂中存在着部分石粉，所以，当水泥坍落度都一样的情况下，天然砂混凝土的用水量在通常情况下都要小于机制砂混凝土，而且不仅是用水量，天然砂混凝土的减水剂也要小于机制砂混凝土。而同时，由于天然砂水泥一般都会比机制砂更加细一点，所以，在配置高性能机制砂水泥的时候也要相应的增加它的砂率。

2、高性能机制砂混凝土的性能应用

2.1高性能机制砂混凝土的收缩变形

混凝土的收缩形式有很多种，当混凝土处在非荷载作用下，这些收缩会导致出现裂缝问题。而且对于天然砂混凝土来说，机制砂混凝土在早期进行收缩的时候会收缩得更大一些，不过在后期进行收缩的时候就会更加接近天然砂混凝土。出现这种情况的原因主要就是引文机制砂中包含石粉，水泥水化的速度就受石粉的影响，使其在水化的过程中形成碳铝酸盐，这样就会导致在早期状态下的机制砂混凝土的收缩更大。不仅如此，在高性能机制砂混凝土中也有减水剂，这也会促进混凝土的收缩变形。

2.2高性能机制砂混凝土的抗渗性

判断建筑物耐久性的主要方法是检测建筑物的防水渗漏能力，所以建筑物的防水渗漏能力就是指其本身对抗压力水侵蚀的性能。但是，天然水泥经配制出的混凝土抗渗性能并不如用高性能机制砂配置出的水泥墙，但经过配制的高性能机制砂水泥密实性却较好。而且由于在高性能机制砂水泥中还采用了比较少量的水胶，所以对矿渣和粉煤灰材料的需求量也比较大，而水泥的几何形态和孔径情况也正是需要矿渣和粉煤灰的材料来填补的。在机制砂中因为有石粉的存在，在水化的过程中就可以产生更多的水化物对水泥石中的孔隙进行填充，混凝土中的透水通道被阻碍住，混凝土的抗渗性自然也会随之提高。

2.3高性能机制砂混凝土的抗碳化性

因为水泥水化出来的物质是碱性的，所以，混凝土中的孔溶液也是碱性的，这可以对钢筋起到保护作用，避免钢筋被破坏。混凝土在暴露在空气中后会逐渐地硬化，在合适的湿度的作用下，混凝土中水化出的碱性物质会和空气中的二氧化碳产生反应，使混凝土中的碱性降低，混凝土会进行收缩，混凝土裂开、侵蚀钢筋的过程就是碳化的过程。

我们可以将天然砂配制的混凝土与机制砂配置的混凝土进行比较，可以看出不论是机制砂混凝土或是天然沙混凝土它们二者都十分的紧密，并具备了很好的碳化能力，只不过机制砂配置所产生的新型混凝土具备了较好的耐碳化能力，而天然沙配制的混凝土耐碳能力则稍弱。这主要是因为机制砂混凝土的防水渗漏性能很强，使得二氧化碳无法透过缝隙更多地接触到水泥表面，而与机制砂配合后的高性能水泥则耐碳性能更良好。

图为不同生产工艺机制砂对混凝土抗碳化性能的影响

二、机制砂高性能混凝土的应用建议

使用标准化的含粉量、机制砂级配，才能使配置出的高性能混凝土的性能更加优良，但是当前阶段在高性能混凝土中没有大范围的使用机制砂，主要原因就是其自身的质量不够稳定。要想更好的大范围使用机制砂在高性能混凝土中的应用，就要适当地添加具有较高性能的减水剂、粉煤灰，以用来更好地改善配合比。除此之外，还要提高机制砂的质量监控，能够长期的对机制砂混凝土进行观测。

1、加强机制砂企业的监管

对于机制砂的生产企业应该建立更加完善的监督管理机制，让相关的工作人员意识到机制砂生产质量的重要性，并且能够定期地进行员工培训，使其在生产机制砂的过程中自身就能够对质量进行严格的把控。而且对于含粉量的质量以及机制砂的级配都是有具体的标准，对于其指标的把握也是可控的，因此企业以及相关工作人员在生产机制砂时要严格按照规范要求执行，更好的控住生产工艺等方面的问题。除此之外，为了使机制砂的质量更加可控，在高速公路工程建设时可以用更加专业的，有机制砂生产机制的企业作为指定的供应商。

2、加强机制砂生产工艺和生产设备的研究

机制砂质量的影响因素有很多种，例如生产设备的状况、生产工艺、原材料母岩的性质等，只要有任意一个环节出现问题都会造成机制砂质量的波动。因此要对机制砂生产的设备以及生产工艺进行更加深入的研发，从本质上提高机制砂生产质量的稳定性。依托现代的科技与技术，在企业中引进更为先进的设备，加大对于设备维护等方面的资金支持力度，打造智能化的生产链条，减少人工配比的失误，大幅度提高机制砂生产质量的优良性。

3、对已有机制砂混凝土工程进行跟踪监测

根据现阶段对机制砂混凝土的研究可以看出，其自身的耐久性和强度都是十分良好的。但是在高速公路工程在一些结构部分关键部分的使用还是有待更加深入地研究实践的，很多工程并不敢轻易地去使用。而且混凝土的抗碳化能力以及碱集料反应没办法在实验室中进行更为准确的验证，它受到施工环境的影响更多。因此在开展机制砂混凝土工程的时候，要进行实时的跟踪监测，建立一个完整长期具有可观测性的数据库，通过真实有效的数据对机制砂混凝土在高速路工程中的使用做出恰当的评价。

结束语：综上所述，对于高速路工程的建设我国当前是十分重视的，这无形之中也为一些相关建筑材料的开采、供应带来的巨大的压力。天然砂是混凝土最为理想的材料，但是天然砂的资源目前是十分紧缺的。因此，对于机制砂资源的有效运用，不仅可以摆脱对于天然砂资源的过度依赖，也可以提高其经济效益，更好的保护环境。从相关的研究中可以看出，机制砂高性能混凝土中具有的耐久性和相关的力学性能性都符合高速公路工程的具体要求。希望人们日后能更好地应用机制砂高性能混凝土，从而推动我国经济的不断发展。

参考文献：

[1]陈建荣.高速公路工程中机制砂高性能混凝土的应用[J].西部交通科技,2019(11):10-12.

[2]刘义峰,李俊杰.机制砂高性能混凝土在高速公路工程中的应用研究[J].国防交通工程与技术,2013,11(06):25-28.

[3]赵永发.机制砂配制高性能大体积混凝土的试验方法——以重庆丰忠高速公路工程为例[J].四川建材,2021,47(03):32-33+46.