1花岗岩碎石基本特性
1.1物理力学性能
花岗岩是一种深成酸性火成岩，二氧化硅的含量达70％以上，主要由石英、长石和少量黑云母等暗色矿物组成，通常石英含量为20％￣40％，碱性长石多于斜长石，约占长石总量的2／3以上。母岩饱水抗压强度在120MPa左右，经过加工破碎的花岗岩碎石，主要指标见1.
1.2岩石的化学全分析
我们对所取花岗岩按GB／T176D1996《水泥化学分析方法》对其化学成分进行了测定，试验结果表明：岩石的主要化学成分为SiO2和Al2O3，还有少量Fe2O3、FeO、MgO、CaO等，其中K 2O的含量在0.54％￣2.89％之间，平均为1.54％，Na 2O的含量在1.40％￣7.73％之间，平均为4.91％，二者的当量含碱量（Na 2O）总含量在2.57％￣8.30％，平均为6.02％。
从以上分析，武英高速公路沿线使用花岗岩碎石虽属非碱活性骨料，但是一种质量相对较差的碎石，呈如下3个显著特点：（1）脆性大，针片状骨料一折即碎。（2）颗粒形状多不规则，针片状偏多。（3）压碎值偏大，超过规定标准值。
2C60高性能混凝土的基本要求
高性能混凝土以高耐久性、高强度、高工作性能为基础，与普通混凝土有本质的区别。我们根据高性能混凝土的配制目标，在用脆性花岗岩碎石选配高性能混凝土时始终遵循如下要求：
2.1高性能混凝土所需满足性能
2.1.1高耐久性
高性能混凝土配合比设计首先要保证其满足耐久性要求；耐久性要求包括抗渗性、抗冻性等，由于大都数有害介质都是通过水的侵入造成的，从而用脆性花岗岩碎石所选的高性能混凝土，必须确保密实性好，否则将直接影响混凝土的耐久性。
2.1.2高强度
混凝土强度是高性能混凝土*基本的表现特征，也是其关键性指标之一，用脆性花岗岩所配制的高性能混凝土强度必须超过设计要求。
2.1.3高工作性
用脆性花岗岩所配制的高性能混凝土的工作性是混凝土浇筑质量的重要保障，必须具有高流动性、可泵性、不离析不泌水特性，方便混凝土浇筑施工。
2.2高性能混凝土对碎石的要求
（1）母岩强度应高于混凝土配制强度的2倍；（2）压碎值含量≤12％；（3）针片状含量≤5％。
经对脆性花岗岩碎石的试验结果分析，除（1）基本满足外，其他都达不到标准要求，其中：压碎值含量达15.3％，针片状含量接近9％，要将此类碎石使用于C60高性能混凝土，必须采用技术途径提高脆性花岗岩碎石的加工生产质量，调整高性能混凝土配合比组成，使之不良影响降到*低程度。
3解决脆性花岗岩碎石使用的主要途径
3.1提高碎石加工质量
一般高性能混凝土受压破坏情形，有三种形式：（a）破坏始于碎石；（b）破坏始于砂浆；（c）破坏始于碎石和砂浆界面。由于高性能混凝土的浆体强度高，花岗岩碎石较脆，在受到外力破坏时，**种破坏情况可能性大，为此针对脆性花岗岩碎石压碎值偏大的实际情况，必须采取有效措施，降低其压碎值。
根据公路压碎值试验方法，将9.5￣13.2mm的试样3kg左右放入规定试筒，用压力机均匀施加荷载，在10min左右的时间内达到总荷载400kN，稳定5s后卸荷，计算压碎的量与总量的比值。从试验方法可知：碎石的强度与形状对压碎值影响*大，花岗岩碎石强度本身不存在问题，关键在于其脆性大，使得生产出来的碎石颗粒形状不规则，棱角和片状偏多。
主要解决方法为：改变原来花岗岩的简单破碎方式，即一次破碎后过筛，由于花岗岩很坚硬，脆性高，碎石加工必须采用先进的破碎筛分设备，才能确保碎石质量。经过改良的破碎筛分设备生产石料的工艺流程为：由一台鄂式破碎机和两台反击式破碎机（或圆锥破碎机）组成。石料进入**台鄂式破碎机粗破，再进入第二台圆锥破碎机进行中破，并将部分符合粒度要求的碎石从振动筛中分离出来，较大的碎石再经第三台圆锥破碎机作*终破碎。合格的产品再经振动筛下面的两层筛面进行筛分，并按不同粒径送到各自料堆。经试验，颗粒粒型比原来好，棱角状碎石明显减少，针片状比原来要少2％，压碎值相对低2％左右。
3.2C60高性能混凝土采用双掺技术
由于花岗岩碎石针片状偏多、颗粒形状较差，在用于C60高性能混凝土中，有可能造成和易性差、泌水、不易泵送等情况；为此在选配高性能混凝土配合比时，我们采用了在混凝土中加入I级粉煤灰和高性能外加剂的办法，充分利用外掺料的性能降低花岗岩碎石对高性能混凝土性能的影响，确保高性能混凝土各项性能指标的充分实现。
3.2.1加入粉煤灰的作用
在C60高性能混凝土中加入I级粉煤灰，主要是解决脆性花岗岩碎石孔隙率偏大、粒型差、针片状多等影响拌合物流动性、密实性方面的问题，其作用可以包括以下几方面：
（1）填充骨料颗粒的孔隙并包裹它们形成润滑层；由于粉煤灰的密度（表观密度）只有水泥的2／3左右，而且粒形好（含大量玻璃微珠），因此能使高性能混凝土填充得更密实。
（2）对水泥颗粒起物理分散作用，使其分布得更均匀；当混凝土水胶比较低时，水化缓慢的粉煤灰可以提供水分，使水泥水化得更充分。
（3）粉煤灰和富集在骨料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反应，不仅生成具有胶凝性质的产物（与水泥中硅酸盐的水化产物相同），而且加强了薄弱的过渡区，对改善高性能混凝土的各项性能有显著作用。
3.2.2加入外加剂的作用
（1）增塑增强
我们在高性能混凝土中使用了陕西咸阳长城牌聚羧酸盐高效减水剂，该外加剂具有明显的减水与增强作用，增塑性显著。高性能混凝土在刚拌完后一定时间内（0￣120min），这种低水胶比的高性能混凝土能保持好的坍落度和流动性，60min内坍落度和扩展度损失为零，120min损失也极小。
（2）降低泌水
陕西咸阳长城牌聚羧酸盐高效减水剂分子结构中含有醚氧键，醚氧键可以和水分子形成氢键，使高性能混凝土保水性能非常好，表现在所配制的高性能混凝土压力泌水率极小，表面不出现明显泌水。
（3）增强耐久性
醚氧键使减水剂还有一定的引气作用，这种引气作用，对新拌高性能混凝土的和易性和后期耐久性都起到了积极的作用。
掺用聚羧酸盐高效减水剂可以减少混凝土的用水量，从而提高混凝土的密实性，有利于抗渗性能的提高；另外其外加剂引入一定量的气泡可以改变混凝土内部的孔隙结构，使混凝土的抗渗性能及抗冻性能有很大改善。在保持水灰比及流动性不变的情况下，使用聚羧酸盐高效减水剂可以大幅度降低配制高性能混凝土的用水量，同时又引入一定量的微小气泡，大大提高高性能混凝土的抗渗性，且混凝土的强度等级越高，抗渗效果越好。
4C60高性能混凝土性能试验
通过以上改良方案，用脆性花岗岩碎石所配制的混凝土工作性能良好，完全能够满足施工需要。为了更好地反应脆性花岗岩配制C60高性能配合比在其他方面的性能，我们采用了与优质石灰岩碎石配制的C60高性能混凝土进行性能对比试验，其主要试验成果如下：
4.1原材料
华新52.5级普通硅酸盐水泥；阳逻I级粉煤灰；新洲中粗砂，细度模数2.8；脆性花岗岩碎石4.75￣9.5mm与9.5￣19mm按2∶8掺配，压碎值13.8％，针片状含量6.7％。优质石灰岩碎石鄂东大桥用5￣25mm碎石，压碎值8.1％，针片状含量3.2％；外加剂：陕西咸阳长城牌聚羧酸盐高效减水剂。
4.2技术要求
坍落度：14￣16cm，1h后12￣14cm；28d配制强度：≥70MPa；析原因同挠度。根据分析结果一级抗裂评定可靠指标的均值为3.8，对应的失效概率大约为0.03％，对二级抗裂评定的可靠指标的均值为3.0，对应的失效概率大约为0.44％。对抗裂的评定指标远高于正常使用状态下裂缝的评定指标，这一点在设计时应予与考虑。在通常情况下，构件主要由承载力极限状态来控制设计的，就是说在构件设计中一般不会达到正常使用极限状态。而从抗裂可靠指标的计算结果来看，有些可靠指标可能会高于承载力极限状态所控制的结果。因此，对预应力构件在设计时，尤其是对于一级的构件在设计时应予与重点考虑。
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