隨著我國基礎設施建設的快速發展以及對混凝土性能要求的不斷提高，高性能混凝土（HPC）因其優異的強度、耐久性和工作性，已成為大型工程結構材料的首選。C50高性能混凝土作為中高強度等級的代表，其配制技術尤為關鍵。其中，機制砂作為天然河砂的重要替代品，其類型與搭配對混凝土性能影響顯著。本文旨在探討石灰石機制砂與鵝卵石機制砂雙摻制備C50高性能混凝土的性能，并簡要分析高性能混凝土減水劑的生產工藝。

一、 引言：機制砂與高性能混凝土的關聯
天然砂資源日益緊缺且分布不均，機制砂成為混凝土行業可持續發展的必然選擇。石灰石機制砂與鵝卵石機制砂是兩種常見類型，其物理特性（如顆粒形貌、級配、石粉含量）和化學性質存在差異。石灰石機制砂顆粒多棱角，與水泥漿體粘結力強，但可能影響流動性；鵝卵石機制砂顆粒相對圓滑，有利于改善和易性，但粘結性稍弱。采用兩者雙摻的思路，旨在通過優勢互補，優化混凝土的微觀結構，從而提升綜合性能。高性能減水劑是配制HPC不可或缺的核心外加劑，其生產質量直接關系到混凝土性能的實現。

二、 原材料與試驗方法

1. 原材料：采用P·O 52.5級水泥；Ⅰ級粉煤灰；S95級礦粉；石灰石機制砂（細度模數2.8-3.0，石粉含量5%-7%）與鵝卵石機制砂（細度模數2.6-2.8，石粉含量3%-5%）按不同比例（如3:7、5:5、7:3）雙摻；5-25mm連續級配碎石；聚羧酸系高性能減水劑（固含量40%，減水率≥30%）。
2. 試驗方法：設計C50 HPC基準配合比。通過調整兩種機制砂的比例及減水劑摻量，系統測試混凝土拌合物的坍落度、擴展度、坍落度經時損失等工作性指標；標準養護后，測定其7d、28d、56d的抗壓強度、抗折強度；并通過電通量法、抗氯離子滲透試驗等評估其耐久性。對所用聚羧酸減水劑進行勻質性及與水泥適應性檢驗。

三、 雙摻機制砂對混凝土性能的影響研究

1. 工作性能：試驗表明，隨著鵝卵石機制砂比例的提高，混凝土拌合物的流動性通常有所改善，因其顆粒形貌更佳，減少了內部摩擦。但當比例超過一定范圍（如>70%），可能因級配變化或石粉含量降低導致漿體包裹性下降。石灰石機制砂比例較高時，需適當增加減水劑用量或調整砂率以保障工作性。兩者以適當比例（如5:5）雙摻時，可獲得流動性、粘聚性和保水性較為均衡的拌合物。
2. 力學性能：雙摻砂混凝土的早期強度（7d）發展受石粉活性及界面結合影響。石灰石機制砂中的石粉具有一定微集料填充效應和微弱活性，有助于早期強度；鵝卵石機制砂界面結合相對薄弱。但通過優化比例和充分水化，28d抗壓強度均能穩定達到C60以上（富余系數保障），滿足C50要求。長期強度（56d）增長穩定，雙摻體系顯示出良好的強度發展持續性。
3. 耐久性能：雙摻機制砂通過優化孔隙結構，降低了混凝土的總孔隙率和有害孔比例。石灰石機制砂的填充效應與鵝卵石機制砂改善的密實度相結合，有效提升了混凝土的抗滲透性能。電通量測試結果顯示，優化后的雙摻砂混凝土氯離子滲透等級可達“低”或“極低”，顯著提升了結構耐久性。

四、 高性能減水劑的生產要點
高性能混凝土的實現離不開高效減水劑，尤其是聚羧酸系減水劑（PCE）。其生產過程主要包括：

1. 原材料準備：主要原料包括聚醚大單體（如HPEG、TPEG）、丙烯酸等不飽和羧酸小單體、引發劑（如過硫酸銨）、鏈轉移劑等。原料純度是保證合成反應效率和產品性能的基礎。
2. 合成工藝：多采用常溫或中溫（<60°C）水溶液自由基聚合工藝。通過精確控制單體配比、滴加順序、反應溫度、pH值和反應時間，來設計PCE分子的主鏈結構、側鏈長度與密度，從而“定制”其分散性、保坍性和適應性。生產過程中需嚴格控制工藝參數，確保批次穩定性。
3. 復配與調整：合成的母液需根據市場需求進行復配，可能加入緩凝劑、引氣劑、消泡劑、粘度調節劑等，以調整凝結時間、含氣量等性能，并改善與不同膠凝材料體系的適應性。
4. 質量檢測：出廠前必須進行嚴格檢測，包括固含量、pH值、密度、減水率、水泥凈漿流動度及經時損失、混凝土性能驗證等，確保產品滿足高性能混凝土配制要求。

五、 結論與工程應用建議
研究表明，石灰石機制砂與鵝卵石機制砂以適宜比例雙摻，通過級配與顆粒形貌的互補，能夠配制出工作性良好、強度達標、耐久性優異的C50高性能混凝土。建議在實際工程中，根據當地原材料特性，通過系統試驗確定最佳雙摻比例（常見范圍在4:6至6:4之間），并匹配以優質的高性能聚羧酸減水劑。
減水劑生產企業應聚焦分子結構設計與合成工藝優化，生產出高減水、高保坍、低敏感性的產品，為高性能混凝土的廣泛應用提供可靠保障。將優質機制砂資源與高效外加劑技術相結合，是推動混凝土行業綠色、高性能化發展的重要途徑。