机制砂混凝土在高速公路施工中的应用

张明佩

（四川路桥桥梁工程有限责任公司，四川 成都 610000）

随着社会经济的不断发展，我国对基础设施建设方面的工作愈发重视，各施工单位在材料开采方面的力度呈现出逐步加大的趋向。在混凝土配置过程中需要使用大量的砂石，而天然砂的市场供应能力明显不足，因此，要想确保高速公路的建设工作顺利推进，就需要加强对机制砂的应用。为了提升机制砂混凝土的使用性能，技术人员需要对机制砂混凝土的强度、徐变、抗氧化性、收缩率等各方面问题进行深入研究和分析，促使机制砂混凝土的使用效果达到更为理想的状态。

高性能混凝土是当前工程项目建设过程中经常使用到的混凝土材料，相较于其他类型的混凝土，这类混凝土材料的韧性和强度更高，并且很容易进行捣实浇筑。如果能够在混凝土中使用智能化机械设备对粗糙岩石颗粒进行筛分和破碎，得到平均粒径低于4.75mm 的岩石颗粒，则能够制作性能更高的机制砂混凝土，进而为高速公路的施工建设更添一重保障。在高速公路施工过程中，需要按照具体的行业规划发展要求，结合目标高速公路施工项目的具体情况，提升机制砂混凝土的应用力度，以促进其调配工作的有效落实[1]。

就目前而言，虽然大部分施工单位已经意识到在高速公路施工中机制砂混凝土应用的重要价值和意义，但其使用仍然存在一些问题。只有从现场环境和施工要求等不同方面着手，对当前机制砂混凝土使用过程中存在的性能缺陷进行更深入的研究和分析，才能够进一步解决机制砂混凝土使用过程中遭遇的困境，让机制砂混凝土的强度性能提升到更高层次，并使高速公路的施工质量水平更适应当前的实际需求。

2.1 机制砂混凝土的强度性能分析

在不同情况下，目标高速公路项目施工对机制砂混凝土使用的强度性能会提出不同要求。只有不断调整机制砂混凝土中的石粉含量，才能够精准控制机制砂混凝土的实际强度，使高速公路的施工效果更上一层楼。

因此，施工人员在进入施工现场后，需要确定具体施工需求，对机制砂混凝土中的石粉掺和量进行更深入的研究和分析，但总体而言，高速公路施工过程中所使用的机制砂混凝土，其强度性能会呈现出阶段性的变化。在施工前期，所使用的机制砂混凝土强度要求较高，石粉掺和比约7%；
到施工中期阶段，机制砂混凝土的强度会发生较为明显的变化，石粉掺和比大约会下降到3.5%，此时的机制砂混凝土强度相较于施工前期而言还要更高一些[2]。

需要注意的是，不同混凝土材料在配合比和调配模式选择方面存在明显差异，工作人员需要进一步考虑各项差异的表现情况，并由此来确定机制砂混凝土中石粉掺和比例。实际上，即便同一高速公路的施工，其不同施工部位周边环境也存在变化，因此石粉掺和比也需要进行更加精细的调整。具体规定和标准中机制砂的石粉含量见表1。

表1 TB10424—2010 规定机制砂石粉掺和量

2.2 机制砂混凝土抗碳化性能分析

混凝土碳化是指在凝结后的混凝土长期暴露在外部环境中，空气中的CO2与混凝土内的碱性物质发生反应的过程。这一反应导致混凝土碱度减小，从而引起混凝土内部密实性的减弱，最终导致一系列问题，如钢筋锈蚀和混凝土裂缝的增多等现象。在机制砂混凝土中，其抗碳化性能得到有效提升的原因主要有两个方面。

一是机制砂混凝土的微观结构更为紧密，通过科学的配合比设计，可以减缓碳化物侵蚀的速度。

二是机制砂混凝土内部含有适量的抗碱材料，能够维持机制砂混凝土内的碱度，减缓碳化的进程[3]。

随着机制砂混凝土碱度减小，其内部密实性逐渐变差，可能导致机制砂混凝土的机械性能下降，特别是在高速公路等要求高耐久性的工程中，机制砂混凝土的抗碳化性能表现出色，能够延长混凝土的使用寿命，减缓钢筋锈蚀和裂缝增多的问题，保障道路结构的持久稳定。

在深入研究机制砂混凝土的抗碳化性能时，技术人员需要更加细致地了解机制砂混凝土的密实程度以及内部的填充系数。

首先，要对机制砂混凝土的密实程度进行详尽研究，对其孔隙结构和孔隙分布进行分析，通过高级的成像技术、扫描电镜等手段，技术人员能够观察机制砂混凝土的微观结构，了解孔隙的形状、大小以及分布情况，这有助于评估机制砂混凝土的密实性，并为后续的抗碳化性能参数确定提供有力支持。

其次，深入研究机制砂混凝土内部的填充系数是理解其抗碳化性能的关键一步。填充系数反映了机制砂混凝土中骨料的分布情况，这直接关系到机制砂混凝土的力学性能和耐久性。通过对不同时期机制砂混凝土的具体调配情况进行研究，可以确定最佳的骨料配合比，机制砂混凝土的填充系数得到优化，从而提高其抗碳化性能。

最后，技术人员需要在研究中考虑不同临期机制砂混凝土的配合比和调配工艺。调配工艺的不同可能导致机制砂混凝土内部结构的变化，因此需要对各种参数进行综合分析，以确定最佳的抗碳化性能参数[4]。

2.3 机制砂混凝土的徐变性能分析

机制砂混凝土在具体的使用过程中易受荷载影响而出现变形。此种变形并非一蹴而就，需要花费较为漫长的时间，因此被称作徐变。机制砂混凝土在使用过程中经常遭受收缩荷载的影响，施工人员需经常对机制砂混凝土的徐变性能进行检测和分析。

在机制砂混凝土的调配过程中，基础原料方面的变化以及调配步骤顺序的变化，都很容易使得机制砂混凝土徐变性能出现异常情况，因此，技术人员需要根据高速公路的具体施工要求和变化情况调整机制砂混凝土的调配方式，使其徐变性能得到更合理的控制。

但需要注意的是，机制砂混凝土本身所具备的徐变性能很可能与高速公路当前的施工要求存在差距，因此需要及时对其进行分析，借此确定机制砂混凝土制作过程中的石粉掺和量以及调配龄期。只有从实际研究结果入手，调整机制砂混凝土的徐变性能，完善制作过程中的各项参数，才能使高速公路的施工建设变得更加理想[5]。

2.4 机制砂混凝土的收缩性能分析

机制砂混凝土的实际收缩情况和应用情况，会随着龄期的变化发生改变。因此，在具体的高速公路施工过程中，技术人员需要注意甄别不同龄期机制砂混凝土的收缩率性能，借助各项数据信息，对调配后前14d 的机制砂混凝土收缩率进行分析。

通过分析发现，这一阶段的机制砂混凝土收缩率较大，如果超越了14d 的范围，机制砂混凝土的收缩性能会减退，直接影响其实际应用状态。因此，在具体的高速公路施工过程中，技术人员需要根据当前机制砂混凝土的调配龄期完成关联调配方案确定方面的工作，对机制砂混凝土的基础成分和配合比参数进行调整，让机制砂混凝土的收缩率持久期得到更进一步的延长，使其整体性能满足高速公路的施工需求。

在对机制砂混凝土收缩率以及各类参数进行调整的过程中，容易遭受不合理因素的干扰，技术人员需要对机制砂混凝土的收缩曲线以及各项参数信息进行必要的调整，使其与高速公路的施工建设目标趋于一致。

3.1 合理完善调配环节的各项工作

在机制砂混凝土调配工作开始之前，施工单位需要对目标高速公路的具体施工环境、地质条件以及其他各类情况进行必要的整合与分析，在确定实际调查结果后，方可确定机制砂混凝土的具体调配模式，并逐步确定不同原料的具体占比情况，以此使机制砂混凝土的使用性能得到保障。

在此过程中，技术人员需要及时关注机制砂混凝土调配过程中的砂滤参数和水胶比，并对使用的各类矿物质量进行分析和研究，依照实际情况不断调整优化机制砂混凝土的调配方案，确保最终的机制砂混凝土调配制作结果贴合有关部门的高速公路施工要求。通常情况下，机制砂混凝土中的水泥、细骨料、粗骨料以及矿粉比例控制在375∶75∶150∶50 这一范围内，以这种调配方式来进行机制砂混凝土的制作，能够让高速公路施工的混凝土综合性能得到更进一步的凸显。

在具体的调配环节工作中，技术人员还需要合理控制减水剂的使用量，否则机制砂混凝土的具体调配阶段很容易出现泌水问题，使其满足高速公路当前阶段的质量控制需求。由于机制砂混凝土的调配过程容易受到外部各类因素的影响，因此施工单位还需要从各个角度出发，对不同影响因素进行有效管控，借此来提高机制砂混凝土调配工作的科学性，使各项原材料都能够在调配过程中发挥作用。

3.2 采用科学合理的泵送方式

在调配阶段工作完成后，技术人员需要将机制砂混凝土运送到实际施工地点，继而完成后续的各项施工任务。由于高性能机制砂混凝土在运输过程中很容易出现离析问题，严重影响其实际作用和属性，因此，施工单位需要在机制砂混凝土运输过程中，合理进行混凝土泵的应用，以泵送方式将机制砂混凝土转运到施工现场，提升机制砂混凝土的运输质量。为使机制砂混凝土的综合实用性能得到更进一步的保障，在具体的高速公路工程建设过程中，需要进一步确定机制砂混凝土调配的地点，并对其与高速公路实际施工现场之间的距离进行深入研究和分析，借此来确定泵送管道的长度，并对泵送管道设计的密实性和合理性进行深入研究，防止在泵送过程中出现漏浆问题，影响泵送的效果和质量，进而影响机制砂混凝土在高速公路施工中的具体应用[6]。

3.3 完善机制砂混凝土的浇筑性能

在妥善完成机制砂混凝土的运输工作之后，技术人员需要合理进行机制砂混凝土的浇筑。在浇筑工作开展前期，技术人员需要测量机制砂混凝土的施工部位，确定浇筑的具体范围，并按照标准流程完成特定部位的机制砂混凝土浇筑工作。由于机制砂混凝土的浇筑施工极易受到外部天气因素影响，因此施工人员需要尽可能避开恶劣天气，在最适宜的环境气温条件下开展浇筑工作。与此同时，为了确保浇筑过程中基础结构的密实程度，可尝试使用多层正道挤压处理方法来强化浇筑施工的力度，使机制砂混凝土浇筑更贴合高速公路工程建设的具体要求。为了让高速公路的工程建设按照既定目标和规划开展，在机制砂混凝土浇筑过程中，技术人员需要优先使用连续两次浇筑的方式，并争取将机制砂混凝土两次浇筑的间隔速度控制在30min 以内，使高速公路的机制砂混凝土浇筑质量更上一层楼。

此外，在浇筑过程中，为提升性能，需要选择最适宜的振捣技术，以此提升高速公路表面机制砂混凝土分布的密实度及均匀性。

3.4 提升机制砂混凝土的养护力度

在合理使用机制砂混凝土完成高速公路施工建设的各项工作之后，技术人员需要按照高性能机制砂混凝土性能维护的各项需求，对其进行必要的后期养护工作。科学合理的养护方案的拟订，能够解决机制砂混凝土施工过程中出现的各类问题，使高速公路整体的承载能力得到进一步的完善。技术人员需要在对机制砂混凝土进行综合养护的过程中，使用洒水等养护方式提升高速公路表面的湿润程度，维系高速公路表面强度，降低高速公路在使用过程中出现裂缝问题的概率。

需要注意的是，在对机制砂混凝土进行洒水养护的过程中，需要对养护时间进行合理控制，否则最终的养护效果很可能达不到要求。由于当前高速公路施工养护过程中的技术和设备正处于不断革新和研发的关键时期，因此在养护阶段有各种各样的技术和养护剂可供选择。参与养护工作的人员，需要结合当前机制砂混凝土养护处理过程中存在的问题，选择使用最适宜的养护技术和养护剂，维系机制砂混凝土使用过程中的各项性能，保障高速公路投入使用后的安全性和稳定性。

总而言之，在高速公路施工的过程中采用机制砂混凝土至关重要，其能够进一步提升高速公路的施工效果和质量，使高速公路在使用过程中的各项性能得到更进一步突破。未来，相关技术人员应制定更加可行的机制砂混凝土配合比制作方案策略，提升机制砂混凝土的使用效果，进而延长高速公路的使用年限。

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