交通部 2020 年全國高速公路總里程達到 7 萬公里的重大規(guī)劃以及西部大開發(fā)的實施,使得我國基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模更加宏大,給建筑材料的開采和供應(yīng)帶來了極大的壓力,作為混凝土理想細集料的天然砂變得越來越緊缺。更有甚者,在很多巖溶地區(qū),河砂資源很少或沒有,給當?shù)氐幕A(chǔ)建設(shè)帶來了極大的不便。如西部開發(fā)省際公路通道重慶至長沙高速公路酉陽至武隆段全長約 194.25km,雙向四車道,分為酉陽—黔江、黔江—彭水、彭水—武隆三段,受地形限制,地形地質(zhì)條件極為復(fù)雜,橋隧比例占到了路線總長的 60%以上且部分橋梁跨徑較大,防護工程量巨大,需要大量更好砂。然而此地天然砂礫石骨料缺乏,大量的中粗砂需外購遠距離運輸,據(jù)調(diào)查,外購從最近的簡陽調(diào)進價格將高達 180~250 元/m3。而沿線所經(jīng)地區(qū)的地層基本上是石灰?guī)r,石料及混凝土骨料儲量豐富,如果在沿線采石,制備機制砂成本僅為 60 元/m3左右,運到工地只有 70~110 元/m3,則用機制砂與外購砂相比平均價差約為 120 元/m3。可以說如能合理利用好當?shù)刎S富的資源,用機制砂取代天然砂來配制混凝土,將是個非常經(jīng)濟的解決方法,也是形勢所需。另外,由于酉武段地質(zhì)條件惡劣,施工難度非常大,普通混凝土難以滿足施工要求,故所用混凝土必需具有高流動性和高粘聚性,滿足泵送要求。
與此同時,混凝土的使用壽命問題也是需要考慮的問題,據(jù)英國 1979 年調(diào)查,其混凝土有 36%需要重建或改建。1978 年建筑維修費用上升到 1965 年的 3.76 倍,1980 年的建筑維修費用占建筑總費用的 2/3。美國聯(lián)邦公路署 1989 年提交美國國會的一份報告《國家公路和橋梁現(xiàn)狀》指出,美國現(xiàn)存的全部混凝土上程價值為 6萬億美元,每年維修費用高達 300 億美元。因除冰鹽引起鋼筋銹蝕,而限載通行的公路橋,己占全部橋梁的 1/4。在我國這種問題也相當嚴重,如京津兩市的立交橋,使用時間還不長,就出現(xiàn)較嚴重的開裂和鋼筋銹蝕,某機場跑道由于堿集料反應(yīng),一兩年就報廢,象這樣的例子舉不勝舉。
綜上,利用機制砂配制具有高耐久性、高體積穩(wěn)定性、適當?shù)母呖箟簭姸、良好的施工性的高性能混凝土,不僅是那些砂資源比較匱乏地區(qū)發(fā)展的需要,也是混凝土技術(shù)發(fā)展的需要。