2.2 试验方法
        混凝土拌合物坍落度测试按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-2002进行。抗压强度测试按《普通混凝土力学性能试验方法》GB/T50081-2002进行。抗压强度尺寸100×100×100mm，同时为了评价混凝土质量及其在管桩生产中的可行性，所有试件采用与管桩生产现场相同的养护制度，与管桩同步蒸养（6.5h、85度）、蒸压（9h、180度、1.0MPa）。
        2.3管桩用C80机制砂混凝土配合比设计优化
        2.3.1配合比设计原则及目标要求
        管桩混凝土属高强高性能混凝土，混凝土的强度直接关系到桩身的耐打性，管桩混凝土的配合比设计遵循以耐打性为核心，抗裂性和抗渗性并重，同时兼顾混凝土工作性能，确保各项性能均衡发展的原则，确保利用鹅卵石机制砂配制的管桩混凝土强度达到C80，满足工地耐打性要求。管桩C80机制砂混凝土具体配制要求为：坍落度10－30mm，和易性良好，脱模抗压强度45MPa，高压养护后强度达到C80强度等级以上。
        2.3.3 试验配合比设计
        卵石机制砂混凝土配合比设计方法与天然砂混凝土没有本质的不同，卵石机制砂混凝土的试配强度、水胶比、单位用水量均可先参照天然砂管桩混凝土配合比的设计方法选取，然后经试验室试配确定。根据配合比设计原则及目标要求，利用卵石机制砂对管桩用C80机制砂混凝土进行配合比试验，并与河砂混凝土对比，研究卵石机制砂对管桩用C80混凝土性能的影响规律，并考虑管桩混凝土成型方式为离心成型，离心成型具有一定的分层，要考虑桩身混凝土的密实度。管桩用C80机制砂混凝土的试验配合比如表10所示。

        表10 试验用配合比

       

2.4试验结果与分析
2.4.1 工作性能
经试验发现卵石机制砂混凝土容重高、黏度大；应采用强制式搅拌机搅拌，且宜适当延长搅拌时间10s~20s，以改善机制砂混凝土的均匀性和和易性；卵石机制砂混凝土工作性对用水量和减水剂的改变及砂的细度模数、级配、石粉含量及砂率的变化比较敏感。故应定期校正计量设备，严格控制计量精度，加强机制砂的质量检查，密切观察出机拌和物质量，卵石机制砂经调整砂率及减水剂掺量后混凝土和易性能满足生产要求。
2.4.2 力学性能
混凝土立方体抗压强度。分别以天然砂、卵石机制砂和作为细骨料按表10配合比成型尺寸为100mmx 100mmx100mm立方体试块,蒸养，分别测试其出池抗压强度,及出池后放入蒸压釜的压蒸强度。试验结果见表11，满足管桩混凝土C80强度等级要求。

       

        （1）卵石机制砂单独使用或与河砂按比例混合使用，混凝土蒸养强度降低2-3MPa，蒸压强度提高5-8MPa，这与机制砂颗粒表面粗糙，外形有棱角、质地坚硬，与水泥石有更强的粘结力有关。在相同水泥及硅砂粉用量，水胶比不变，坍落度基本一致条件下，比河砂混凝土有更高的抗压强度。
        （2）细度模数在2.8-3.1，且符合GB/T 14684标准要求的卵石机制砂，配制的混凝土胶结力强，结构致密，蒸养强度及蒸压强度完全满足管桩要求，在管桩生产应用中完全替代天然河砂是可行的。
        2.4.3 管桩抗弯性能
        委托广东省工程质量检测中心以《预应力混凝土管桩>( 10G409)及《先张法预应力混凝土管桩》( GB13476-2009)为依据,对卵石砂混凝土及天然砂混凝土试验桩桩体进行了抗弯性能对比试验。结果表明,卵石砂混凝土管桩具有与天然砂混凝土管桩同样优异的抗弯性能，实测数据均大于标准指标，完全满足规范要求。试验数据如表12。
       

        2.4.3 耐久性能试验及结果分析
        1)抗氯离子渗透性能:本试验采用电通量法测定混凝土的氯离子渗透性能，其试验结果（见表13）远低于相关规范有关高性能混凝土氯离子渗透性不得大于1000C 的规定。在浆体体积基本相同的条件下,用空隙率较小的卵石机制砂所配制的管桩混凝土更为密实，PHC管桩混凝土的耐久性得到了很大的改善。
        2)管桩混凝土抗硫酸盐侵蚀性能：90次和120循环后抗压强度侵蚀系数分别为93%，87%。试验结果见表13
       
        4卵石机制砂在管桩生产中的应用
        通过生产试验发现，卵石机制砂混凝土与现有PHC管桩生产工艺具有较好的适应性，尤其是与和混凝土拌合物工作性紧密相关的布料工艺与离心工艺适应性较好，就工作性而言，卵石机制砂混凝土完全适用于管桩生产。
        4.1在实际生产中混凝土配合设计时还需考虑下面几个方面：
        1）卵石机制砂混凝土掺用的减水剂，宜采用聚羧酸高效减水剂来达到理想的配制效果。掺量可近似按照混凝土中粉料的质量(水泥、掺和料和石粉质量之和)百分比计算；
        2）与相同条件的天然砂混凝土相比，卵石机制砂混凝土的砂率要提高2%~5%，根据机制砂自身细度模数、颗粒级配、石粉含量及碎石最大粒径通过试验确定合理的砂率，在确保混凝土拌和物工作性良好的前提下，应尽可能选取较小的砂率，以保证混凝土的弹性模量和干燥收缩；
        3）卵石机制砂表观密度一般比天然砂大，因此在采用假定容重法进行配合比设计计算时，容重需提高20~ 50kg/m3；卵石机制砂控制好细度，其混凝土对用水量和砂率的变化比较敏感，一旦机制砂细度模数过大、砂率选择不当、用水量偏高、外加剂过量，则易造成混凝土离析、泌水。
        4.2管桩生产中搅拌及离心工艺的优化
        卵石机制砂混凝土现场搅拌时间应比天然砂混凝土增加10s ~ 20s；机制砂混凝土生产管桩在布料时,要控制好坍落度,根据不同的坍落度确定好离心工艺。
由于管桩生产的特殊性，经过离心工艺成型密实,在高速离心过程中管桩内璧形成浮浆层粘着在管桩内璧,浮浆是由少量的水泥、砂浆等组成，卵石机制砂本身的粘聚力较差,这样在高速离心完后的管桩不宜发生剧烈震动或碰撞，高速阶段转速可以适当降低。由于卵石机制砂混凝土聚粘性大于河砂混凝土，一般离心低速转速适当加大。
        4.3 管桩生产中要注意的问题
        1）卵石机制砂混凝土拌合物保水性好，粘聚性大，流动性小，可根据拌合物工作性能适当调节砂率（可提高2%-5%），改善拌合物的和易性。
        （2）严格控制机制砂的含水率，湿法生产的机制砂，含水率较高、波动大，应有适宜的储存量，防止使用时水份变动太大而影响产品质量。
        （3）与机制砂混凝土配合比试验时比较，相同胶凝材料用量及同坍落度情况下，实际生产时，混凝土拌合水增加3%左右。可通过调整减水剂掺量稳定水胶比，但管桩离心混凝土易出现离析，对减水剂用量较敏感。
        4.4 机制砂在管桩上的应用效果
        半年来公司进行连续批量生产，管桩产品也源源不断应用到不同地质工程中，取得较好的效果。各批次生产的管桩，其混凝土性能指标及标准差见图9。实践证明，用机制砂替代河砂生产PHC管桩，管桩质量完全符合国家标准GB/13476-2009《先张法预应力混凝土管桩》的要求。使用卵石机制砂生产管桩，而且可以综合利用资源，具有较好的经济效益和社会效益。
        5结论
        1）由卵石破碎的机制砂只要级配良好，细度适中,所含杂质符合〈建设用砂》(GB T14684- -2011)中有关I类砂的规定，便可用其配制出和易性、强度及耐久性均满足要求的管桩混凝土。
        2）卵石机制砂管桩混凝土与天然砂管桩混凝土相比具有抗压及劈裂抗拉强度高、抗冻及抗渗性好、氯离子渗透系数低、弹模大等特点。
        3）卵石机制砂管桩混凝土与现有PHC管桩生产工艺具有较好的适应性,且桩体抗弯性能、桩体混凝土的力学性能和耐久性能均能满足要求，可直接替代天然河砂生产PHC高强预应力混凝土管桩。在生产及工程应用中都取得较好的效果。
参考文献:
1、浙江省交通建设工程《机制砂生产（湿法）及机制砂海工混凝土技术指南》2016
2、杨 牧，秦鸿根等.机制砂在管桩混凝土中的应用研究[J]混凝土与水泥制品,2014(2)30-32