C50机制砂混凝土T梁进行荷载破坏试验研究

现今,我国西南部地区如云南、贵州、重庆、恩施等岩溶地区均在兴建高速公路干线,缺少河砂资源的状况给当地的基础建设带来了极大的不便。正在兴建的湖北沪蓉西高速公路,宜昌一恩施段全长325公里,途径宜昌所属的宜都、长阳以及恩施州的巴东、利川等山区县城,蓉国道主干线全长约2200公里,自宜昌长江大桥至重庆万州约470公里待建。沪蓉西高速公路位于山岭重丘区,地势复杂、桥涵众多,仅宜恩段桥梁全长达53927米,其中设特大桥30座,中大桥153座,所用混凝土等级达到C50以上而且要求比较高,常需要大坍落度和长的缓凝时间。大量的结构物需要大量的优质细集料,但是由于恩施所处山区交通不便、运输条件差、运距远,就决定了天然砂昂贵的价格。沿线的天然河砂资源主要来自于湖南洞庭湖,运费高达180~200元/吨,给整个工程的经济效益带来了巨大的压力。然而,湖北省西部山区石灰石资源却十分丰富,同时工程挖方和隧道弃渣大量堆放,占用耕地,破坏环境。而利用隧道弃渣或就近采石加工机制砂既可解决砂资源问题,又可保护生态环境。在沿线采石,制备机制砂成本约为50元/m3,运输费用低廉。因此,为合理利用当地资源、降低建设成本,用机制砂代替天然砂配制混凝土是非常必要的。

目前国家标准《建筑用砂》(GB/T14684一2001)己于2002年2月1日正式实施,国标中规定机制砂为人工砂的一种,可应用于各种强度等级的混凝土。目前国内对于C40~C60机制砂高性能混凝土研究和应用较多,贵州的国内最大跨径最大的钢析架悬索公路桥坝陵河大桥索塔采用C50机制砂高性能混凝土,贵州省余庆县境内的构皮滩乌江大桥采用机制砂与河砂掺配制出泵送距离达820m的CSO机制砂混凝土。株六复线南山河特大桥应用C55人工砂流态高性能混凝土制造64m铁路简支梁也取得了良好效果,采用人工砂替代中粗河砂配制C55高性能混凝土,不仅避免了从外地倒运混凝土所需基本原材料,且大大降低了工程附加成本,每立方米混凝土节约108一137元。机制砂混凝土在沪蓉西高速公路全线的中低强混凝土(C40及以下)中得到了全面推广应用,取得了良好的技术经济效益。

目前用机制砂配制高性能混凝土的研究逐渐成为混凝土研究的一个热点,也已经有一部分已经应用,但是机制砂混凝土用在特殊结构物上实际的工作状态是什么样的,能否和河砂一样或者在某些力学性能上强于河砂,现在仍是一个空白点。本文将使用当地的原材料并结合工程实际,对C50机制砂混凝土T梁进行荷载破坏试验(跨中弯矩破坏试验和梁端剪力破坏试验)和荷载常规试验,掌握C50机制砂混凝土实际受力工作状况。