特細(xì)砂配制低強(qiáng)度混凝土的試驗(yàn)研究

張 翠，何錦云，呂如春

(河北工程大學(xué) 土木工程學(xué)院，河北 邯鄲 056038)

從20世紀(jì)60年代開始，特細(xì)砂混凝土在土木建筑工程中就被廣泛應(yīng)用，長(zhǎng)期以來特細(xì)砂混凝土的研究與應(yīng)用一直受到很大關(guān)注。吐爾洪·吐爾地等[1]對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)的特細(xì)砂混凝土的抗凍性能、抗?jié)B性能進(jìn)行了研究；何錦云等[2]針對(duì)C40特細(xì)砂混凝土的和易性和抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了試驗(yàn)研究；黃守兵[3]探討了特細(xì)砂混凝土的最優(yōu)設(shè)計(jì)方法。本試驗(yàn)利用邯鄲地區(qū)豐富的特細(xì)砂資源，以砂率為主要因素，通過試驗(yàn)研究不同水膠比，不同砂率，特細(xì)砂混凝土的性能，為以后邯鄲地區(qū)特細(xì)砂混凝土的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1試驗(yàn)原材料

水泥：選用太行山牌42.5R普通硅酸鹽水泥，其各項(xiàng)性能指標(biāo)及化學(xué)成分見表1。

細(xì)骨料：選用邯鄲本地的特細(xì)砂，其物理性能見表2。

粗骨料：選用邯鄲本地的碎石，其物理性能見表3。

外加劑：木鈣減水劑，摻量0.25%，減水率10%。

水：自來水。

表1 普通硅酸鹽水泥的性能指標(biāo)

表2 細(xì)骨料的性能指標(biāo)

表3 粗骨料的性能指標(biāo)

2 試驗(yàn)方法與結(jié)果

本試驗(yàn)采用對(duì)比試驗(yàn)的方法，依據(jù)JGJ55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》配制水膠比為0.8、0.7、0.6、0.5，砂率為25%、30%、35%，外加劑摻量為0.25%的特細(xì)砂混凝土。試驗(yàn)研究在不同水膠比的情況下，特細(xì)砂砂率對(duì)混凝土和易性與抗壓強(qiáng)度的影響。在配制混凝土?xí)r，采用機(jī)制攪拌，并進(jìn)行二次投料，攪拌時(shí)間要比普通混凝土延長(zhǎng)1～2 min，使特細(xì)砂混凝土攪拌均勻[4]。特細(xì)砂混凝土配合比及混凝土坍落度與抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果見表4。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 混凝土坍落度的分析

圖1為砂率與混凝土坍落度之間的關(guān)系圖。由圖可見水膠比不變時(shí)，砂率與坍落度之間存在一個(gè)線性關(guān)系。隨著水膠比的增大，砂率對(duì)混凝土和易性的影響也越顯著。主要是因?yàn)殡S著水膠比的減小，用水量不變，膠凝材料用量增加，水化過程需水量也隨之增加，而砂率的增大，又使骨料的總表面積及孔隙率增大[5]，降低混凝土的流動(dòng)性，導(dǎo)致坍落度下降。

3.2 混凝土抗壓強(qiáng)度分析

圖2為砂率與混凝土抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系。由圖可見當(dāng)水膠比為0.7時(shí)，7 d、28 d的抗壓強(qiáng)度出現(xiàn)一個(gè)峰值。水膠比為0.8、0.5、0.6時(shí)，混凝土7 d的抗壓強(qiáng)度在30%左右呈現(xiàn)不規(guī)律的變化，但變化量不大，而相應(yīng)28 d 抗壓強(qiáng)度在30%都出現(xiàn)峰值。砂率較小時(shí)，砂漿量不足以完全包裹粗骨料的表面和粗骨料的空隙，導(dǎo)致混凝土密實(shí)性差[6]，進(jìn)而影響其抗壓強(qiáng)度，隨著砂率的增加，密實(shí)性相應(yīng)增加，強(qiáng)度也隨之呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。而當(dāng)砂率增加到一定程度后，在骨料表面的水泥漿量相對(duì)減少，使骨料之間的膠結(jié)力下降，抗壓強(qiáng)度也隨之下降。

4 結(jié)論

(1)混凝土的水膠比越小，砂率對(duì)混凝土和易性的影響程度越顯著。水膠比為0.5時(shí)，砂率30%與35%的坍落度相差達(dá)76%。

(2) 特細(xì)砂配制混凝土的抗壓強(qiáng)度隨著水膠比的增大而減小，隨著齡期的延長(zhǎng)而增大，這與普通混凝土抗壓強(qiáng)度的變化規(guī)律相同。

(3) 提高砂率對(duì)混凝土工作性能及強(qiáng)度有所改善，可以使混凝土更加密實(shí)，但砂率過高也會(huì)影響其性能，綜合試驗(yàn)結(jié)果，水膠比為0.5、0.6、0.7、0.8時(shí)，其合理砂率在30%左右。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吐爾洪·吐爾地，曾 力，劉志棟，等.特細(xì)砂混凝土配合比設(shè)計(jì)及試驗(yàn)[J].混凝土，2010，249(7): 41-144.

[2] 何錦云, 王陸陸. C40特細(xì)砂混凝土和易性和抗壓強(qiáng)度研究[J].河北工程大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2012, 29(3): 1-4.

[3] 黃守兵.特細(xì)砂混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)探討[J].四川建筑，2013，33(3)：187-188.

[4] 宓永寧，孫榮華，張玉清，等.特細(xì)砂配制混凝土的試驗(yàn)研究[J].混凝土, 2011, 266(12): 56-61.

[5] 韓建宏，婁宗科.特細(xì)砂混凝土的力學(xué)性能及抗?jié)B性能研究[J].人民黃河, 2010, 32(5): 125-127.

[6] 周建普.混凝土骨料對(duì)承壓試樣裂紋擴(kuò)展區(qū)的影響[J].河北工程大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2011, 28(4)： 36-39.