引言隨著國家基礎設施建設規(guī)模的不斷擴大，對自然資源的消耗不斷增大，作為當代第一大建筑材料的混凝土，其對原材料的需求也日益增大，然而國家出于保護環(huán)境的目的，已明令禁止對河砂的開采，尋找合適的材料替代天然砂來配制混凝土成為緩解資源壓力的有效途徑[1]。機制砂與天然砂在粒型等方面存在差異，Westerholm等[2-3]研究了機制砂對砂漿流動性的影響，結果表明，機制砂會很大程度影響砂漿的流變性、屈服應力和塑性粘度。各地區(qū)相應的推出了一些地方標準，但機制砂的生產標準、成品的檢驗標準、應用技術標準也是因地區(qū)而異。采用機制砂替代天然砂已是必然選擇，而現階段，機制砂在橋梁上的應用相對較少，尤其用于高強度等級特別是預應力混凝土中較少[4-6]，在機制砂混凝土的耐久性能方面的研究更少[7-8]。本文選取石灰?guī)r機制砂，配制出C30、C40、C50三種強度等級的混凝土，研究了不同強度等級混凝土的工作性能、力學性能和抗氯離子滲透、單面鹽凍耐久性能，尤其研究了C50機制砂混凝土的彈性模量，為機制砂在各強度等級橋梁混凝土中的應用提供試驗支撐和理論指導。

試驗部分

1.1原材料水泥：中國聯(lián)合水泥有限公司生產的P·O42.5普通硅酸鹽水泥，比表面積345m2/kg，標準稠度用水量26.4%。粉煤灰：I級粉煤灰，需水量比102%，燒失量4.01%，細度（45μm方孔篩篩余）4.1%。粗骨料：5～20mm連續(xù)級配石灰?guī)r碎石。細骨料：石灰?guī)r機制砂，其表觀密度2700kg/m3，飽和面干吸水率0.88%，75μm以下顆粒含量7.6%，細度模數2.93。減水劑：聚羧酸減水劑，減水率24.6%。

1.2試驗方法混凝土工作性能：測試混凝土拌合物的坍落度、含氣量，并通過觀察綜合判斷混凝土的工作性能。抗壓強度和彈性模量：制備100mm×100mm×100mm和150mm×150mm×300mm的試件分別用于抗壓強度和彈性模量測試，試塊拆模后，放入標準養(yǎng)護室內養(yǎng)護，測試齡期為3d、7d、14d、28d。抗氯離子滲透性能：采用NEL法測試混凝土試塊的28d氯離子擴散系數；采用電通量法測試混凝土試塊的28d電通量值。綜合氯離子擴散系數和電通量值評定機制砂混凝土的抗?jié)B透性能。混凝土抗鹽凍性能：切取150mm×110mm×70mm試件，試件四周包裹涂抹防水材料（環(huán)氧樹脂），標準養(yǎng)護到28d，配制3%的氯化鈉溶液，采用單面凍融法測試硬化混凝土抗鹽凍性能。不同強度等級的機制砂混凝土配合比見表1。表1不同強度等級的混凝土配合比2、結果與分析

2.1機制砂混凝土工作性能

混凝土的工作性能測試結果如圖1所示。由圖1可知，混凝土的坍落度均在180~200mm之間，含氣量均在2%~3%。從坍落度測試結果可知，混凝土流動性良好，滿足性能要求；混凝土拌合物粘聚性和保水性良好，無離析、泌水問題出現，但各強度等級混凝土表現出不同程度的粗骨料外露問題，表明機制砂配制的混凝土的砂漿量不太充分，骨料裹漿效果一般。圖1機制砂混凝土的工作性能2.2機制砂混凝土力學性能混凝土的抗壓強度測試結果如圖2所示。由圖2可知，混凝土抗壓強度隨養(yǎng)護齡期的增加而升高，N30、N40和N50試件的7d抗壓強度分別達到35.7MPa、40.9MPa和55.9MPa，均能達到各強度等級混凝土的抗壓強度要求。在養(yǎng)護至28d齡期后，混凝土抗壓強度遠大于設計強度值，機制砂用作混凝土細集料不會對混凝土的抗壓強度產生不利影響，且混凝土抗壓強度可滿足要求。

圖2機制砂混凝土的抗壓強度此外，試驗研究了C50混凝土彈性模量的發(fā)展情況，如圖3所示。由圖3可知，隨著養(yǎng)護齡期的延長，C50混凝土的靜力受壓彈性模量逐漸增大，在7d齡期時即接近40GPa，遠大于相關規(guī)范對C50混凝土彈性模量的規(guī)定值34.5GPa。早齡期時，混凝土彈性模量值波動較明顯，隨著齡期的延長，彈性模量值愈加穩(wěn)定。結果表明，機制砂的使用并未對混凝土的彈性模量產生不利影響。

圖3C50機制砂混凝土彈性模量2.3機制砂混凝土抗氯離子滲透性能圖4為機制砂混凝土氯離子擴散系數和電通量。由圖4（a）可知，N30、N40和N50機制砂混凝土的氯離子擴散系數在0.9~1.2×10-12m2/s，根據CCES01—2004《混凝土結構耐久性設計與施工指南》規(guī)定，N30、N40混凝土的抗氯離子滲透性能評價中等，N50混凝土的抗氯離子滲透性能評價為低。由圖4（b）可知，各強度等級混凝土的電通量均在1000~2000C，根據JGJ/T193—2009《混凝土耐久性檢驗評定標準》規(guī)定，氯離子滲透性評價為低。兩種試驗結果表明，隨著混凝土強度等級的提高，混凝土的抗氯離子滲透性能有所提高，機制砂配制的三種強度等級的混凝土抗氯離子滲透性能均良好。

圖4機制砂混凝土抗氯離子滲透性能2.4機制砂混凝土抗鹽凍性能圖5為單面凍融試驗下機制砂混凝土的單位面積剝落量。由圖5可知，隨著單面凍融次數的增加，混凝土單位面積累計剝落量增加，混凝土強度等級越低，剝落量越大，機制砂混凝土抗鹽凍性能隨著強度等級的提高而提高，N40、N50混凝土在28次單面鹽凍破壞后，剝落量分別為370.9g/m2和152.1g/m2，表明C40、C50石灰?guī)r機制砂混凝土的抗鹽凍剝蝕性能良好。

圖5石灰?guī)r機制砂混凝土單位面積剝落量結論

（1）石灰?guī)r機制砂混凝土拌合物粘聚性和保水性良好，但會出現砂漿量不太充分、骨料裹漿效果一般的情況，在配比合適的情況下，可成功配制工作性能滿足要求的各強度等級混凝土。（2）N30、N40、N50石灰?guī)r機制砂混凝土的強度均能滿足強度設計要求，N50混凝土彈性模量也滿足設