0前言
上饶高铁新区某城市综合体项目作为上饶城区又一标志性综合体项目，总建筑面积约38万m2，其中三栋高层建筑中核心筒和剪力墙按设计要求，须采用高标号混凝土，如C50、C55，这对上饶预拌混凝土企业提出了挑战。一方面，上饶预拌混凝土企业生产C50、C55混凝土的经验欠缺；另一方面，上饶城区周边混凝土原材料地材资源匮乏，符合生产高标号混凝土用的原材料更紧张，之前生产C50全部采用天然河砂，不具备经济性，而大多数机制砂生产企业生产工艺简单落后，导致机制砂产品质量难以满足高标号混凝土要求。本文通过优选高标号混凝土生产用原材料，如选用优质的矿物掺合料，结合粉煤灰和高炉矿渣粉双掺技术，以及降粘型聚羧酸系高性能减水剂的应用，通过对比天然河砂和三种机制砂在C55混凝土的应用试验情况，综合混凝土性能和混凝土性价比，最终确定采用福建某砂场生产的花岗岩机制砂配制的C55混凝土，应用在上饶高铁新区某城市综合体项目工程项目中。
结果表明：高标号混凝土工程满足设计要求，该项目已通过相关部门验收，对预拌混凝土企业用机制砂配制高标号混凝土具有一定的指导意义。
1原材料的选取
1.1水泥
水泥采用P·O52.5水泥，其物理性能如表1。
1.2粉煤灰
上饶预拌混凝土企业粉煤灰主要来源是中电投贵溪电厂、中电投景德镇电厂、国电黄金埠电厂，综合比较三个电厂生产的二级粉煤灰品质以及供应保障情况，最终选定国电黄金埠电厂粉煤灰，其性能指标如表2。
1.3矿渣粉
上饶城区周边无大型钢铁厂，其副产品高炉矿渣粉运到上饶，由于路程远，运输成本高，导致到场单价高，在上饶城区预拌混凝土企业未得到推广使用。矿渣粉的材性是钢铁厂水淬粒化高炉矿渣粉，经过粉磨达到比水泥比表面积大的一种粉体材料。这种粉体材料为非晶体、玻璃质结构，蕴藏很高的结晶能量和活性，相比粉煤灰，可以几乎等量替代水泥，降低混凝土水化热，改善混凝土和易性和长期性能。本次选定浙江衢州新瑞冶金渣综合利用有限公司生产的S95级高炉矿渣粉。其性能指标如表3。
1.4粗骨料
粗骨料经调研和试验，上饶周边主要以石灰石和花岗岩碎石为止，但岩石本身抗压强度偏小，花岗岩生产工艺导致颗粒级配差，针片状含量超标，不建议使用。最终选取江西玉山产，5~20mm玄武岩连续级配碎石，其性能指标如表4。
1.5细骨料
细骨料采用抚州天然河砂，细度模数2.8，中砂Ⅱ区，含泥量为0，上饶横峰花岗岩机制砂，细度模数3.0，石粉含量4%，压碎指标为16.0%，上饶玉山石灰石机制砂，细度模数2.9，石粉含量5%，压碎指标为18.0%，福建浦城花岗岩机制砂，细度模数2.9，石粉含量4%，压碎指标为11.0%。
1.6外加剂
高强度等级混凝土由于胶凝材料多，高标号混凝土粘性大，从而导致混凝土工作性差，表现流速慢，可泵性能差。需要通过提高减水剂掺量，或是提高减水剂中引气剂用量，来缓解混凝土粘性问题，增加了混凝土原材料成本，提高引气剂用量，牺牲了混凝土强度保证系数。外加剂采用上饶某企业生产的，降粘型高保坍聚羧酸系缓凝型高性能减水剂，减水率35%，含气量2.0%。
2试验过程
试验参照JGJ55-《普通混凝土配合比设计规程》设计C55混凝土配合比，以及结合工程现场钢筋密度，对混凝土的要求类似自密实混凝土的思路进行设计，胶凝材料中掺合料体系采用粉煤灰和高炉矿渣粉双掺，充分发挥各自的优势，以达到降粘和降低混凝土水化热的目的，外加剂采用降粘高保坍型高性能减水剂，以满足混凝土施工的工作性能。C55配合比如表5。细骨料砂通过对比天然河砂和三种机制砂混凝土，对比初始混凝土工作性能和经时损失工作性能、力学性能，以满足工程现场技术要求。
3试验结果分析
经过大量的混凝土试验，以及外加剂厂技术工程师调配外加剂的配合，考虑到施工现场钢筋密度，以及现场不确定因素，混凝土经时损失按2h进行测试，做到2h混凝土无损失状态。混凝土试验情况如下表6，编号1细骨料为河砂的对比组，编号2细骨料采用上饶横峰花岗岩机制砂，编号3细骨料采用上饶玉山石灰石机制砂，编号4细骨料采用福建浦城花岗岩机制砂。
从试验结果得知，编号2、3采用的机制砂，混凝土2h经时损失损失较大，无法满足工地现场施工条件，编号4采用的机制砂与编号1天然河砂，混凝土工作性能差不多，能满足C55混凝土施工要求，7d、28d抗压强度比天然河砂略高。经综合考虑，采用福建浦城花岗岩机制砂作为C55混凝土生产用砂。
4工程应用情况
预拌混凝土企业接到施工单位提前72h的供货信息，材料部门组织协调按专项生产供应方案，提前准备原材料，其中有几个关键点：（1）水泥入库温度的控制，确保新进P·O52.5水泥入库温度实测控制在45℃左右，一方面容易控制混凝土生产的工作性能，高温水泥活性高，对减水剂吸附量大，混凝土工作性能经时损失大，另一方面降低高温水泥可能导致导致混凝土开裂的影响；（2）机制砂堆放库有2个大库。在生产过程中，新进的机制砂不直接用于混凝土生产，避免砂含水率影响到混凝土生产质量的控制，导致混凝土质量产生波动。
项目于年11月份第一次浇筑C55混凝土，部位为主楼地下室核心筒和剪力墙部位，混凝土量为m3左右。考虑到大部分为大体积混凝土，施工单位提前精心组织，制定专项施工方案，所有参建管理人员落实到位，安排多组施工人员、多套振捣设备，按专项施工方案要求，分多层浇捣，一是使混凝土结构更加密实，避免出现空鼓等情况，二是能降低混凝土水化热，三是能大大降低混凝土开裂的潜在风险。生产施工供应过程中，施工单位在浇筑过程中安排专人与预拌混凝土企业人员对接，做好有效沟通，确保混凝土供应、施工的连续性，避免结构实体出现冷缝等质量问题。按照预拌混凝土国标规范要求，开展预拌混凝土交货检验，施工单位、项目监理单位、预拌混凝土供应企业三方共同见证，混凝土入泵前，对混凝土工作性能进行检测，测试混凝土的坍落度和扩展度，确保入泵混凝土工作性能良好，对混凝土力学性能进行检测，三方共同见证取样，制作交货检验试块、同条件试块、拆模试块，按专项施工方案的中养护要求，及时做好结构实体混凝土养护工作，并通过内部质量管理部组织人员实体检测跟踪混凝土强度发展情况，项目主楼于年10月份封顶，C55总量约为1.5万m3，拆模后，混凝土结构实体整体优良，结构实体混凝土无开裂、空鼓、漏振等现象，混凝土表面观感和结构实体强度得到了建设方、住建管理部门认可和肯定，顺利通过住建部门组织的专项混凝土工程质量验收。
在本项目中，克服原材料中砂采用高价格天然河砂，且供应量无法保证等等客观情况，普通的机制砂产品质量差且不满足要求等情况，通过调研寻找品质优良的机制砂，及大量的原材料试验和混凝土试验，采用符合要求的机制砂，配制C55混凝土，为上饶地区预拌混凝土行业提供了借鉴。采用符合要求的机制砂可以配制高强度等级混凝土，并且施工性能和力学性能优于天然河砂，另一方面产生的经济效益比较显著。上饶城区天然河砂采购价比机制砂约高60元/t，而且河砂价格不稳定，供不应求时，该项目C55混凝土采用机制砂节省成本约60万元左右。
5结论
机制砂能取代天然河砂应用在C55混凝土中，结合粉煤灰和矿渣粉矿物掺合料双掺技术，以及聚羧酸系高性能减水剂技术的应用，混凝土工作性能和力学性能满足设计施工的要求。在实际工程项目中应用，取得了良好的经济效益和社会效益。