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      砂中含泥量對C30 自密實(shí)混凝土拌合性能、力學(xué)性能及耐久性能影響研究

      2020-04-28 10:26:18潘偉宏
      廣東建材 2020年3期
      關(guān)鍵詞:試配含泥量抗?jié)B

      潘偉宏

      (廣東裕恒工程檢測技術(shù)有限責(zé)任公司)

      0 緒言

      我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,伴隨經(jīng)濟(jì)的騰飛,我國各類建筑不斷拔地而起。而混凝土作為傳統(tǒng)的建筑材料,在各類工業(yè)建筑和民用建筑中得到了廣泛應(yīng)用。由于混凝土可塑性強(qiáng),價格相對鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)更便宜,只要有合適的模板,混凝土可以澆筑成任意的形狀。但由于混凝土的大量使用,原材料日益枯竭,同時為了保護(hù)河床和堤壩,天然河砂基本上已經(jīng)被政府禁止開采。在這種情況下,含泥量更高的海沙或者山砂走入歷史舞臺,沿海地區(qū)已大量采用水洗海沙。而砂中的含泥量作為混凝土的一種不利組分,在配制混凝土?xí)r,應(yīng)當(dāng)考慮其對混凝土拌合性能、力學(xué)性能及耐久性能的影響。隨著勞動力成本的不斷增加,自密實(shí)混凝土免振搗的特點(diǎn)使得其將得到更加廣泛的應(yīng)用。本文通過試配C30 自密實(shí)混凝土,對比砂中含泥量不同時,混凝土各性能的差異,研究砂中含泥量對自密實(shí)混凝土拌合性能、力學(xué)性能及耐久性能的影響。

      1 原材料選取

      水泥:選用惠州塔牌水泥公司生產(chǎn)的P.II 42.5 水泥,其主要性能指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)GB 175-2007[1]的技術(shù)要求,如表1 所示。

      粉煤灰:選用運(yùn)宏公司F 類II 級灰,其主要性能指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1596-2017[2]的技術(shù)要求,如表2所示。

      表1 P.II42.5 水泥各項(xiàng)性能指標(biāo)情況

      表2 粉煤灰主要性能指標(biāo)

      碎石:選用5mm~20mm 連續(xù)級配碎石,其主要性能指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)JGJ 52-2006[3]的技術(shù)要求,如表3 所示。

      砂:選用西江中砂,其主要性能指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)JGJ 52-2006[3]的技術(shù)要求,如表4 所示。

      外加劑:采用西卡緩凝型高性能減水劑,其各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足GB 8076-2008[4]的要求,如表5 所示。

      表3 碎石主要性能指標(biāo)

      表4 砂的主要性能指標(biāo)

      表5 西卡緩凝型高性能減水劑主要性能指標(biāo)

      2 自密實(shí)混凝土原理與特點(diǎn)

      自密實(shí)混凝土(英文簡稱SCC),是一種具有高流動性和適當(dāng)粘度的混凝土,它不發(fā)生離析,僅在重力下自行密實(shí),能夠通過鋼筋,填滿模板內(nèi)的所有空隙,屬于一種高性能混凝土。最主要的特點(diǎn)是混凝土拌合物具有良好的工作性能,僅依靠自重,免振搗便能均勻密實(shí)填充,即使在密集配筋和復(fù)雜形狀的條件下,為施工操作帶來極大方便。

      自密實(shí)混凝土對水泥有更高要求,通常自密實(shí)混凝土比普通混凝土水泥用量多,且水泥等級更高,優(yōu)先選用硅酸鹽水泥,或普通硅酸鹽水泥。一般通過摻入礦物摻合料,減少水泥用量,降低水化熱。目前常用的摻合料主要有粉煤灰、礦渣粉和硅灰三種。

      但是,自密實(shí)混凝土的原材料成本顯著高于普通混凝土,水泥用量更高,這樣導(dǎo)致其暫時得不到廣泛應(yīng)用。但是,自密實(shí)混凝土可以極大節(jié)約人力成本,無需振搗,自密實(shí)混凝土適用于大多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)和不同的施工條件,具有十分廣闊的應(yīng)用前景[5]。

      3 試驗(yàn)與研究

      3.1 混凝土配合比選取

      根據(jù)普通配合比設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ55-2011[6]和自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程CECS 203:2006[7],C30 設(shè)計(jì)強(qiáng)度取38.2MPa,并通過試配修正,分別得出了水泥、粉煤灰、砂石、水、外加劑用量,具體用量如表6 所示。按混凝土設(shè)計(jì)的配合比進(jìn)行摻入黏土粉末,通過混凝土試配,來研究砂中含泥量對自密實(shí)混凝土拌合性能、力學(xué)性能(抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度)及耐久性(抗?jié)B性能)的影響。

      3.2 砂中含泥量對C30 自密實(shí)混凝土拌合性能的影響

      自密實(shí)混凝土的拌合性能十分重要,它決定了使用過程中的工作性能。試配的結(jié)果如表7 所示,可以看出,含泥量對自密實(shí)混凝土的拌合性能有一定的不利影響,但影響不大。這是因?yàn)樽悦軐?shí)混凝土膠凝材料用量大,拌合物漿體已經(jīng)十分粘稠,泥粉占混凝土拌合物的比例非常之低,已對其漿體狀態(tài)產(chǎn)生不了太大的作用。

      3.3 砂中含泥量對C30 自密實(shí)混凝土力學(xué)性能的影響

      抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度是混凝土最基本、最重要的參數(shù),因此需對這兩個參數(shù)進(jìn)行測試。按比例摻入黏土后,在混凝土其他原材料比例完全一致的情況下,通過混凝土試配,得出了試配抗壓和抗折強(qiáng)度結(jié)果,詳細(xì)見表8所示。

      通過表8 可以看出,砂中含泥量對C30 混凝土強(qiáng)度有十分不利的影響,伴隨著含泥量的增加,自密實(shí)混凝土28d 抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均不斷降低。這是因?yàn)槟嗤翆儆谧悦軐?shí)混凝土的不利組分,它的存在會嚴(yán)重影響水泥水化產(chǎn)物和砂石骨料間的粘結(jié)界面,同時水泥水化過渡區(qū)會比較薄弱,也會影響水泥水化產(chǎn)物的密實(shí)程度,從而影響混凝土的強(qiáng)度。由于在含泥量達(dá)到2.0%時,抗壓強(qiáng)度才剛達(dá)到設(shè)計(jì)值,再進(jìn)一步增加時,強(qiáng)度下降更加明顯,不符合設(shè)計(jì)要求。因此,在配制C30 自密實(shí)混凝土?xí)r,建議砂中含泥量不宜超過2%。

      表6 砂中含泥量不同的C30 自密實(shí)混凝土配合比

      表7 含泥量不同的C30 混凝土拌合性能

      表8 含泥量不同的C30 自密實(shí)混凝土抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度

      3.4 砂中含泥量對C30 自密實(shí)混凝土耐久性能的影響

      混凝土耐久性是十分重要的性能,主要包括抗?jié)B、抗氯離子滲透、抗碳化等,而抗?jié)B是最常用的耐久性指標(biāo)。本文通過測試混凝土的滲水高度和抗?jié)B壓力,研究砂中含泥量對自密實(shí)混凝土抗?jié)B性能的影響,測試結(jié)果如表9 所示。

      表9 含泥量不同的C30 自密實(shí)混凝土抗?jié)B結(jié)果

      通過表9 可以看出,砂中含泥量是對C30 自密實(shí)混凝土抗?jié)B性能存在不利影響的,隨著含泥量的增加,混凝土抗?jié)B能力不斷變差。這是因?yàn)殡S著砂中含泥量的增加,水泥水化產(chǎn)物與砂石集料界面也變得更加薄弱,粘結(jié)性能變差,導(dǎo)致在有水壓時,水容易在砂石骨料的粘結(jié)界面滲入。當(dāng)砂中含泥量超過2.0%時,自密實(shí)混凝土抗?jié)B性能下降明顯。

      4 結(jié)論

      通過混凝土試配試驗(yàn),可以得出以下結(jié)論:

      ⑴砂中含泥量對C30 自密實(shí)混凝土拌合性能影響不大。

      ⑵砂中含泥量對C30 自密實(shí)混凝土力學(xué)性能有不利影響,隨著含泥量增加,混凝土抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度不斷降低,因此建議砂中含泥量不宜超過2.0%。

      ⑶砂中含泥量對C30 自密實(shí)混凝土耐久性能有不利影響,隨著含泥量增加,混凝土抗?jié)B性能不斷變差,應(yīng)嚴(yán)格控制砂中含泥量。

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