摘要：高性能混凝土是當(dāng)今混凝土材料發(fā)展的總趨勢(shì)，其主要包括高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性和大流動(dòng)性混凝土。C60級(jí)以上的高強(qiáng)混凝土在工程建筑中已得到較大范圍的應(yīng)用，但隨著混凝土市場(chǎng)越來(lái)越追求高質(zhì)量低成本，河砂日漸減少，這些情況不利于基本建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展，本文根據(jù)時(shí)下雙摻礦物摻合料，使用機(jī)制砂（由鵝卵石二次破碎而成）配置C60泵送混凝土的方法進(jìn)行探討，并對(duì)高強(qiáng)混凝土材料的選擇、配比方案優(yōu)選等作一粗淺論述。

關(guān)鍵詞：機(jī)制砂；高強(qiáng)混凝土；性能

1 前言

一般把強(qiáng)度等級(jí)為大于或者等于C50以上的混凝土稱為高強(qiáng)混凝土。它是用水泥、砂、石原材料外加減水劑或同時(shí)外加粉煤灰、礦粉、硅粉等混合料，經(jīng)常規(guī)工藝生產(chǎn)而獲得高強(qiáng)的混凝土。高強(qiáng)混凝土作為一種新的建筑材料，以其抗壓強(qiáng)度高、抗變形能力強(qiáng)、密度大、孔隙率低的優(yōu)越性，在高層建筑結(jié)構(gòu)、大跨度橋梁結(jié)構(gòu)以及某些特種結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。

隨著我國(guó)基本建設(shè)的持續(xù)發(fā)展和日益完善，我國(guó)已經(jīng)成為世界上最大的建設(shè)市場(chǎng)，而作為混凝土用的主要原材料——天然沙呈現(xiàn)出越來(lái)越匱乏的趨勢(shì)，這顯然不利于基本建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。天然砂日益緊缺，我們應(yīng)重新審視集料對(duì)混凝土性能的影響。利用機(jī)制砂替代天然砂已越來(lái)越重要，大力開(kāi)發(fā)和應(yīng)用機(jī)制砂已成為當(dāng)務(wù)之急。近年來(lái)，我們?cè)谶@方面做了大量的工作，本文就著手研究用雙摻礦粉，粉煤灰及機(jī)制砂取代河砂對(duì)C60泵送混凝土性能的影響。

2 原材料的選擇

2.1 水泥

水泥品種應(yīng)選用質(zhì)量穩(wěn)定、強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5級(jí)的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。從礦物組成上宜選C3S含量高，C3A含量低，含堿量低的水泥。C3A含量高時(shí)，易造成摻加高效減水劑的拌合物出現(xiàn)坍落度迅速損失的現(xiàn)象。本試驗(yàn)選用的水泥是魚(yú)峰P.042.5，該品牌水泥質(zhì)量穩(wěn)定、富余強(qiáng)度高。水泥的安定性、標(biāo)準(zhǔn)稠度凝結(jié)時(shí)間和細(xì)度等指標(biāo)均符合GB175-2007規(guī)定。

2.2 骨料

2.2.1 細(xì)骨料機(jī)制砂是通過(guò)對(duì)天然河砂中的卵石破碎形成的，本試驗(yàn)采用的砂是宜州機(jī)制砂。

2.2.2 粗骨料配制高強(qiáng)混凝土在原材料選擇上與普通混凝土最大的區(qū)別是必須選用壓碎指標(biāo)小于10%以下的碎石或卵石，粒徑要小，且級(jí)配良好，有利于改善拌和物性能和提高混凝土質(zhì)量。本試驗(yàn)采用石頭為宜州碎石，粒徑為5~26.5mm連續(xù)級(jí)配碎石，壓碎指標(biāo)6%，含泥量、泥塊含量等均滿足JGJ52-2006規(guī)定。

2.3 外加劑

配制高強(qiáng)混凝土選用外加劑原則是：有較大的減水率、較高的增強(qiáng)率，無(wú)引氣性或引氣性極低。本試驗(yàn)外加劑采用用南寧科達(dá)聚羧酸（KD-JS）。各項(xiàng)指標(biāo)均滿足GB/T8076-1997的規(guī)定，摻量為2%，減水率為20%。

2.4 摻合料

2.4.1 粉煤灰在高強(qiáng)混凝土中作用是利用其內(nèi)含物質(zhì)潤(rùn)滑作用降低水灰比，以及細(xì)粉末填充效應(yīng)和火山灰活性效應(yīng)，提高混凝土強(qiáng)度和改善綜合性能，摻量一般控制在15%~30%。本試驗(yàn)粉煤灰選用來(lái)賓B廠Ⅱ級(jí)粉煤灰，其細(xì)度、燒失量、需水比均滿足GB1596-2005規(guī)定。

2.4.2 礦粉礦渣微粉取代混凝土中部分水泥后，可以降低混凝土的單方用水量，提高混凝土的強(qiáng)度與耐久性。本實(shí)驗(yàn)礦粉使用臺(tái)泥S95級(jí)礦粉。

2.5 拌合水

混凝土拌合用水為六坡水庫(kù)飲用水，化驗(yàn)結(jié)果：pH值為8.5；氯化物為170mg/L；硫化物為272mg/L，滿足混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)。

3 配合比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

原材料選擇是得到高強(qiáng)混凝土的前提和基礎(chǔ)，而合理的確定高強(qiáng)度混凝土的配合比是保證高強(qiáng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的另一個(gè)方面?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)實(shí)際上就是對(duì)各種原材料在單位體積內(nèi)的用量進(jìn)行計(jì)算和摻配。本實(shí)驗(yàn)（表1）設(shè)計(jì)了C60等級(jí)共6個(gè)配合比，以對(duì)混凝土拌合物及硬化強(qiáng)度進(jìn)行分析。

在C60混凝土配合比設(shè)計(jì)中，可以先設(shè)定膠凝材料用量、水膠比和砂率，用質(zhì)量法或體積法計(jì)算砂石用量。膠凝材料中的各種組分及外加劑數(shù)量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定后經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定。根據(jù)上述原則，先確定水膠比為0.26，膠凝材料為560kg/m3，外加劑摻量為1.9%，坍落度設(shè)計(jì)為220mm，砂率為37%。調(diào)整礦粉，粉煤灰占總膠材比例，制作150mm*150mm*150mm的試塊，在標(biāo)養(yǎng)室養(yǎng)護(hù)，7d和28d強(qiáng)度如下：見(jiàn)表1。

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出：隨著礦粉摻量增大，粉灰摻量減小，混凝土7d強(qiáng)度，28d強(qiáng)度都在變大，但是和易性變差，坍落度減?。换炷林械牡V粉含量介于10%~20%時(shí)，其坍落度、和易性最佳，但是其水壓抗?jié)B系數(shù)最低，礦粉含量在25%時(shí)其抗壓強(qiáng)度最佳，當(dāng)?shù)V粉摻量超過(guò)25%之后，混凝土強(qiáng)度下降，說(shuō)明這和礦粉的活性有關(guān)系。

4 結(jié)論

機(jī)制砂中的適量礦粉改善了混凝土拌合物中的漿體量，提高了混凝土的工作性。從混凝土抗壓強(qiáng)度方面考慮，礦粉具有一定的細(xì)度，對(duì)混凝土起到了微集料填充效應(yīng)。但是，當(dāng)?shù)V粉含量增大到某個(gè)極限值時(shí)，由于礦粉本身活性限制，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降。從混凝土抗?jié)B性能方而考慮，當(dāng)機(jī)制砂中粉含量較少時(shí)，混凝土漿休含量少，礦粉可以起到微集料效應(yīng)，增加了混凝土的密實(shí)性;當(dāng)機(jī)制砂中粉含量較高時(shí)，礦粉破壞了混凝土的堆積效果，致使混凝土抗?jié)B能力下降;當(dāng)機(jī)制砂中粉含量超過(guò)25%時(shí)，混凝土抗?jié)B性能急劇下降。

高強(qiáng)混凝土的配制技術(shù)要求較嚴(yán)格，對(duì)各種原材料質(zhì)量和用量均有較嚴(yán)格要求，要想獲得優(yōu)質(zhì)的高強(qiáng)混凝土，首先必須對(duì)原材料進(jìn)行優(yōu)選。由于我國(guó)地域廣闊，砂產(chǎn)地復(fù)雜，各地生產(chǎn)使用機(jī)制砂的水平相差很大，在具體工程中，我們要依據(jù)原材料的情況、施工部位、合理的選用機(jī)制砂的摻加比例，才能夠配出性能良好的混凝土，做到即能保證質(zhì)量又能降低成本。除了強(qiáng)度要求外，還必須要求有良好的工作性能和質(zhì)量的穩(wěn)定性，即在施工期內(nèi)主要控制項(xiàng)目的性能不能產(chǎn)生較大的波動(dòng)。其次，一些在普通情況下不太敏感的因素，在低水灰比的情況下會(huì)變的相當(dāng)敏感，這就要求在配合比設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)各種原材料、外加劑、摻合料及砂率應(yīng)通過(guò)優(yōu)化組合選最優(yōu)配合比。

綜上所述，機(jī)制砂的使用是混凝土技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。我國(guó)地域幅員遼闊，城市建設(shè)日新月異，鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城市化發(fā)展也與日俱進(jìn)，要實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)普及機(jī)制砂還需要我們不懈的努力。

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