0前言
当前，国家正在推进“一带一路”倡议，肯尼亚是“一带一路”倡议东非首站，内马铁路是蒙内铁路延长线，此铁路完全采用中国标准设计施工、中国技术集成、中国管理经验和中国机电设备建造，这将成为东非公共交通的“大动脉”。肯尼亚大部分地区常年干旱，河流较少且水流量不大，河砂匮乏，且存在含泥量和泥块含量过大、轻物质含量和有机物含量过多等质量问题，内马铁路工程沿线缺少河砂，所以采用机制砂成为必然。
机制砂与河砂有较大差异，应用过程中存在较多问题，特别是国内外机制砂应用大多数都集中在石灰岩上，火成岩机制砂应用经验较少。本文从胶凝材料体系优化、粉煤灰掺量、砂率及机制砂石粉含量等对混凝土拌合物性能、抗压强度和电通量影响角度出发，研究了火成岩机制砂配制铁路桥梁桥墩墩身C35混凝土的方法和性能。
1试验材料与方法
1.1试验原材料
①水泥：采用肯尼亚CEMⅠ52.5级水泥，初凝min，终凝min，3d和28d抗压强度分别为27.2MPa、58.6MPa，比表面积m2/kg；②粉煤灰：印度Ⅰ级粉煤灰，细度（45μm筛余）10.1%，需水量比85%，烧失量1.45%；③细骨料：玄武岩机制砂，内马铁路施工项目部生产，表观密度kg/m3，吸水率1.2%，压碎值6%，细度模数2.7，石粉含量7.3%，MB值0.8，级配见图1；④粗骨料：内马铁路生产5～20mm连续级配碎石，岩性为玄武岩，母材强度MPa，表观密度为kg/m3，吸水率1.2%，压碎值6%，针片状含量3%；⑤减水剂：国内某聚羧酸减水剂，固含量30%，减水率29.3%。
1.2试验方法
混凝土工作性按照GB/T—《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》进行测试；力学性能按照GB/T—《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行测试；长期性能和耐久性能按照GB/T—《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行测试。
2结果与分析
2.1胶凝材料体系优化
试验胶凝材料体系对火成岩机制砂C35混凝土性能的影响，保持混凝土用水量kg/m3不变，调整水胶比，胶凝材料用量随之发生改变，试验配合比见表1，混凝土抗压强度如图2所示。
由表1和图2可知，随着水胶比的降低和胶凝材料用量的增加，混凝土拌合物性能逐渐提高，当水胶比降到一定程度，混凝土拌合物性能提升幅度会下降。火成岩机制砂C35混凝土抗压强度随着水胶比的降低和胶凝材料用量的提高而增大。混凝土电通量随着水胶比的降低和胶凝材料用量的提高而降低，主要原因是增加了混凝土的密实性。
2.2粉煤灰掺量的影响
在保持胶凝材料总量不变的情况下，调整粉煤灰掺量，试验不同粉煤灰掺量对C35用火成岩机制砂混凝土性能的影响，试验配合比见表2所示，混凝土抗压强度如图3所示。
由表2和图3可知，在水胶比固定的条件下，粉煤灰等量取代水泥，随着粉煤灰掺量的增加，混凝土拌合物状态将提高。混凝土抗压强度随着粉煤灰掺量的增加反而会降低，特别是混凝土早期强度降低幅度较为明显，等到后期粉煤灰掺量对混凝土抗压强度的影响幅度会降低。混凝土电通量随着粉煤灰掺量的增加而降低，随着粉煤灰掺量的增加，电通量降低幅度将有所减缓，粉煤灰掺量25%、35%和45%的混凝土电通量相比粉煤灰掺量15%分别降低了16.9%、24.8%、21.9%。粉煤灰的掺入改善了浆体流变性能，其火山灰效应使得混凝土更加密实。
2.3砂率的影响
试验不同砂率对C35用火成岩机制砂混凝土性能的影响。试验配合比见表3，混凝土性抗压强度如图4所示。
由表3和图4试可知，砂率对于火成岩机制砂C35混凝土坍落度影响较小，四组不同砂率的混凝土坍落度均在（±10）mm，混凝土扩展度随着砂率的提高而增大，当砂率提高到一定程度，混凝土扩展度增大程度有所减缓，砂率47%的混凝土扩展度为mm，反而低于砂率45%的混凝土，其扩展度mm。随着砂率的提高，混凝土抗压强度有所降低。砂率对于火成岩机制砂C35混凝土电通量影响不大，四组不同砂率的混凝土电通量相差不多，并且没有规律可循。
2.4石粉含量的影响
通过水洗降低机制砂石粉含量，然后将外加石粉调整到试验所需的石粉含量，研究了不同石粉含量对火成岩机制砂C35混凝土性能的影响，试验配合比见表4，混凝土工作性和抗压强度分别见表4和图5。
根据表4和图5，随着机制砂石粉含量的提高，混凝土坍落度和扩展度均在增大，机制砂石粉含量4%配制的混凝土拌合物性能较差，黏聚性不佳，这将极大地增大了施工难度。随着石粉含量的增加，混凝土抗压强度有所提高，主要原因为在混凝土胶凝材料用量不高的情况下，多加入的石粉在一定程度上降低了混凝土的水胶比，提高了混凝土密实度，从而提高了混凝土抗压强度。随着机制砂石粉含量的增加，混凝土电通量有所降低，在石粉含量7%以上时，其对混凝土电通量影响不大。
3结论
（1）随着粉煤灰掺量的增加，混凝土拌合物状态提高，混凝土抗压强度降低，特别是混凝土早期强度降低幅度较为明显；混凝土电通量随着粉煤灰掺量的增加反而降低，随着粉煤灰掺量的增加，电通量降低幅度有所减缓。
（2）砂率对于火成岩机制砂C35混凝土坍落度和电通量的影响均较小，随着砂率的提高，混凝土抗压强度有所降低。
（3）随着机制砂石粉含量的提高，混凝土坍落度和扩展度均在增大，混凝土抗压强度会提高，混凝土电通量有所降低，在石粉含量7%以上时，其对混凝土电通量影响不大。（来源：《混凝土与水泥制品》.06）