中国建筑2013年技术交流会论文集
机制砂在 C60 混凝土中的配合比研究及工程应用
王强，王桂玲，危鼎，高洋
（中国建筑第八工程局有限公司中建王铁梦混凝土研究室，上海 200120）
摘要：结合工程实例研究了利用机制砂配制 C60高强混凝土的关键技术。从原材料的选择，
混凝土和易性和强度的研究，通过调整机制砂的掺量和胶凝材料用量等，解决了机制砂混凝
土配制中出现的离析和抓底问题，成功应用于杭州国际博览中心钢管混凝土的泵送施工。
关键词： C60高强混凝土；机制砂；配合比调整
1 引言
由于大量开采使用天然河砂，致使大部分地区天然河砂已经成为稀缺资源，鄱阳湖、赣
江等地都实施了黄砂禁采令，使得天然河砂供应急剧减少，给华东地区混凝土的生产带来压
力。人们的目光转向机制砂，用机制砂代替或部分代替天然河砂来配制混凝土。机制砂由于
在破碎过程中的随机性，其表面多呈三角形或方矩形，棱角尖锐（如图 1所示） ，在混凝土
配制过程中，机制砂表现出需水量大，和易性较差，易产生泌水。而 C60高强混凝土在试配
过程中，由于自身水灰比低，胶凝材料用量大，新拌混凝土的工作性要求较高，使得在试配
过程中发生离析、泌水、抓底、流动性差等问题。这就需要针对机制砂的特点进行混凝土配
合比的设计，通过调整砂率和掺合料是可以配制出和易性较好的混凝土。
图 1 配制使用的机制砂
2 工程概况
杭州国际博览中心工程是杭州国际奥体博览中心的启动项目， 工程集会议、展览、商业、
酒店等功能于一体，是杭州新一轮城市发展的引擎。杭州国际博览中心建设面积 85万㎡，
占地面积 19万㎡，其中地下 31.3万㎡，地上 53.7万㎡；地下两层，地下结构形式为现浇
钢筋混凝土框架 ‐剪力墙结构，地上结构形式为钢框架、混凝土框架 ‐剪力墙结构；地上裙楼
三层，塔楼 17层。
为满足建筑物的刚度、强度与抗震性，杭州国际博览中心工程采用钢管混凝土叠合柱。
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因为它既可减少柱子断面而节约空间，也能满足建筑物的刚度、强度与抗震性，减少钢管防
腐的成本，增强钢管的防火性能。钢管混凝土的强度等级设计为 C60，为此保证钢管混凝土
叠合柱柱内的混凝土密实性以及避免混凝土高抛产生离析现象，设计混凝土坍落度为
200 ‐220mm ，为保证工期需要 7d强度为 60MPa以上。对此，我们从混凝土原材料的选择，
配合比的调整优化，混凝土下落高度的控制等措施来保证钢管混凝土的顺利浇筑。
2 原材料选择
项目所需混凝土用于泵送浇筑钢管柱，强度为C60。C60 混凝土对于原材料要求较高，
配制 C60混凝土必须得准备优质的石材和水泥外加剂，其具体参数如下：
1）水泥。海螺 P.II52.5，28 天强度 58.2Mpa。
2）掺合料。矿粉：S95 级，28 天活性指数 100%；粉煤灰：细度 20%，需水量比 107%，
活性指数 70%； 3）外加剂：瑞固 HRG-S 掺量 0.8%，减水率 24%；
4）集料。碎石：5-25mm 连续粒级，含泥量 0.2%；机制砂：细度模数 3.5，石粉含量 4%；
黄砂：细度模数 2.3，含泥量 0.7%； 5）水。自来水。
3 混凝土试配
根据《普通混凝土配合比设计规程》的要求确定 C60混凝土的适配强度。选取试配强度
值为 69MPa 。按照上述所需要求和这个地区混凝土原材料的特点进行配合比设计和试配。
3.1 配合比设计 当天天气为晴天，室内温度为 20±2℃，湿度 70%‐80% ；
表 1 试验配合比
编号 水泥 水 黄砂 机制砂 碎石 粉煤灰 矿粉 外加剂
1 382 165 325 325 1061 42 100 4.19
2 382 165 342 342 1027 52 92 4.20
3 401 160 424 304 1081 30 70 4.01
4 401 160 444 327 1040 30 70 4.01
5 382 160 5
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