《交通運(yùn)輸科學(xué)技術(shù)新成果推廣目錄》（２０２０）——第一部分公鐵水《機(jī)制砂配制鋼纖維高強(qiáng)高性能混凝土的試驗(yàn)研究》

　　1、項(xiàng)目名稱:機(jī)制砂配制鋼纖維高強(qiáng)高性能混凝土的試驗(yàn)研究

　　2、完成單位:中鐵十八局集團(tuán)有限公司、中鐵十八局集團(tuán)有限公司勘察設(shè)計院

　　3、主要完成人:張廣興、陳詩林、高江、鄭延莉、付兆崗、王建濤、董軼、郁慕賢、王麗君、馮雷

　　經(jīng)過對機(jī)制砂混凝土、機(jī)制砂鋼纖維混凝土的系統(tǒng)研究,以及機(jī)制砂鋼纖維混凝土在工程中的實(shí)際應(yīng)用,研究得出如下結(jié)論:

　　1、成果主要研究方向

　　(1)將鋼纖維應(yīng)用于機(jī)制砂混凝土,使機(jī)制砂混凝土首次在高速鐵路橋梁中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

　　(2)詳細(xì)研究了機(jī)制砂石粉含量、級配情況、MB值、堅固性等指標(biāo)對混凝土工作性、強(qiáng)度、變形性以及耐久性等性能的影響規(guī)律。

　　(3)系統(tǒng)研究了鋼纖維種類、長度、長徑比、摻量等參數(shù)對混凝土抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、韌性、脆性等性能的影響規(guī)律。

　　2、成果主要用途

　　主要應(yīng)用于高速公路、高速鐵路及其他工程的C30以上混凝土結(jié)構(gòu)部位。

　　3、成果技術(shù)原理

　　研究機(jī)制砂各項(xiàng)指標(biāo)對混凝土性能的影響。

　　4、獲獎情況

　　發(fā)表論文兩篇,形成專利兩項(xiàng),獲得集團(tuán)公司級優(yōu)秀工法。

　　(1)首次在C30與C50機(jī)制砂混凝土中加入鋼纖維并分析比較鋼纖維類型、長徑比、摻量等因素對兩種不同強(qiáng)度等級機(jī)制砂混凝土的抗壓、劈裂抗拉強(qiáng)度及韌性等性能的影響。

　　(2)首次系統(tǒng)地研究了C30與C50機(jī)制砂混凝土的機(jī)制砂石粉含量、級配與MB值等參數(shù)指標(biāo)對其工作性能、抗壓強(qiáng)度及長期抗壓強(qiáng)度、收縮性能與耐久性等各項(xiàng)性能的影響規(guī)律。

　　(3)將鋼纖維機(jī)制砂高強(qiáng)高性能混凝土成功應(yīng)用于渝黔鐵路2標(biāo)段的重慶西站雙線特大橋帽梁的C50現(xiàn)澆混凝土施工,通過對機(jī)制砂鋼纖維高強(qiáng)高性能混凝土的研究和工程應(yīng)用,解決了一直以來機(jī)制砂不能用于高強(qiáng)度混凝土結(jié)構(gòu)的難題,解決了機(jī)制砂應(yīng)用于高強(qiáng)度混凝土結(jié)構(gòu)中強(qiáng)度不穩(wěn)定的難題。

　　(一)總體思路

　　經(jīng)過對機(jī)制砂混凝土、機(jī)制砂鋼纖維混凝土的系統(tǒng)研究,以及機(jī)制砂鋼纖維混凝土在工程中的實(shí)際應(yīng)用,研究得出如下結(jié)論。

　　(二)技術(shù)方案

　　(1)將鋼纖維應(yīng)用于機(jī)制砂混凝土,使機(jī)制砂混凝土首次在高速鐵路橋梁中進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。

　　鋼纖維的加入解決了由于機(jī)制砂混凝土強(qiáng)度不穩(wěn)定而不能應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)的技術(shù)難題,擴(kuò)大了機(jī)制砂混凝土的應(yīng)用范圍。

　　充分利用了機(jī)制砂中石粉的分散解絮作用,解決了高強(qiáng)度混凝土在水膠比較小時黏度大、流速慢、不宜泵送的問題,從而改變了石粉含量不宜過多的傳統(tǒng)認(rèn)識。施工時有意加大石粉含量,

　　不僅提高了混凝土的坍落度和擴(kuò)展度,還使混凝土的流速顯著提高,狀態(tài)明顯改善,從而提高了施工質(zhì)量和施工效率。

　　(2)詳細(xì)研究了機(jī)制砂石粉含量、級配情況、MB值、堅固性等指標(biāo)對混凝土工作性、強(qiáng)度、變形性以及耐久性等性能的影響規(guī)律。

　　制砂中適量的石粉可以完善機(jī)制砂的級配,豐富機(jī)制砂中漿體含量,有利于改善機(jī)制砂混凝土的工作性能。

　　制砂中0.30~0、60mm與0.15~0.3mm兩級顆粒更有利于砂漿流動性的提高。同時機(jī)制砂級配是影響機(jī)制砂泌水的主要原因,其中2.36~4.75mm一級顆粒越多,機(jī)制砂砂漿泌水越顯著。

　　因此對于機(jī)制砂而言,可通過適當(dāng)提高機(jī)制砂中0.15~0、3mm與0.3~0.6mm兩級砂的顆粒數(shù)量來獲取優(yōu)質(zhì)的機(jī)制砂混凝土。

　　機(jī)制砂的壓碎值與機(jī)制砂砂漿強(qiáng)度沒有明顯影響。

　　機(jī)制砂中泥粉含量是影響機(jī)制砂MB值的主要因素,石粉含量的變化對機(jī)制砂混凝土具有影響。

　　(3)系統(tǒng)研究了鋼纖維種類、長度、長徑比、摻量等參數(shù)對混凝土抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、韌性、

　　脆性等性能的影響規(guī)律。

　　(4)施工及養(yǎng)護(hù)方面。

　　機(jī)制砂鋼纖維混凝土在攪拌工程中鋼纖維宜分多次加入,不僅可以改善混土的拌和狀態(tài),還可以提高混凝土的強(qiáng)度;在二次振搗工藝中其振搗時間宜在一次振搗后25~35min。

　　成果創(chuàng)新情況分析如表1所示。

　　2015年4月至2016年12月,在新建渝黔鐵路土建2標(biāo)的重慶西站雙線特大橋、渝黔動車左線后河特大橋和桂花屋基1#雙線特大橋的C50預(yù)應(yīng)力混凝土門式墩帽梁采用機(jī)制砂配制鋼纖維砼施工。

　　2017年5月至2018年3月,在興泉鐵路寧泉段XQNQ-06標(biāo)段線路起于華安大橋小里程臺尾(DK334+594郾09),終于戴云山二號隧道出口(DK384+422)。位于福建省三明市大田縣及泉州市德化縣、永春縣境內(nèi),正線長49郾9km。其中的和平溪大橋、內(nèi)山村雙線大橋、內(nèi)山村雙線大橋和大寨壟2#大橋的C50預(yù)應(yīng)力混凝土梁采用機(jī)制砂配制鋼纖維預(yù)應(yīng)力混凝土施工。程施工過程順利,質(zhì)量滿足相關(guān)技術(shù)要求。

　　項(xiàng)目研究成果在高強(qiáng)度高性能混凝土施工中取得了良好的效果,達(dá)到了節(jié)約資源、節(jié)省成本約500萬元、易于施工及耐久性高的實(shí)際效果,經(jīng)濟(jì)及社會效益顯著,有效解決了我國河沙資源匱乏的難題,具有較高的參考及推廣價值,在今后的施工中具有廣闊的應(yīng)用前景。