梁華英

廣寧縣建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站 廣東廣寧 526300

摘要：本文研究了高強度混凝土配合比設(shè)計試驗，通過分析各種原材料的具體性能，科學(xué)地設(shè)計了高強度混凝土的配合比，并通過分析各項試驗數(shù)據(jù)，初步確定了高強度混凝土的配合比，希望能為相關(guān)試驗提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：高強混凝土；配合比；試驗；數(shù)據(jù)分析

0 前言

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的建筑業(yè)也取得了巨大的進(jìn)步，建筑項目的建設(shè)也日益增多。高強混凝土作為一種新型建筑材料，以其抗壓強度高、抗變形能力強、密度大、孔隙率低等優(yōu)點，在各種建筑項目中得到廣泛的應(yīng)用，其配合比的設(shè)計越來越受重視。研究高強度混凝土配合比試驗，合理設(shè)計高強度混凝土的配合比，推動其在建筑業(yè)中的發(fā)展是當(dāng)前的一個重要課題。

1 研究思路

考慮到當(dāng)?shù)氐馁Y源狀況，由于本地天然中砂資源匱乏，所以本試驗主要采用卵石破碎為碎石過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品─石粉砂，精選顆粒級配較好、經(jīng)水洗后石粉含量不超過8%的石粉砂作為主要細(xì)骨料，以粉煤灰和硅粉為摻合料探索性配制C70高強混凝土，并利用正交設(shè)計原理對混凝土配合比進(jìn)行設(shè)計、試驗、篩選，同時擬定以表1中技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行拌合物性能的試驗研究，為研究C70高強混凝土提供技術(shù)路線和方向。

表1 泵送高強混凝土拌合物性能技術(shù)要求表

高強混凝土拌合物不應(yīng)離析和泌水，凝結(jié)時間應(yīng)滿足施工要求。

2 原材料

2.1 水泥

采用水泥廠生產(chǎn)的P·O42.5R水泥，其物理力學(xué)性能試驗結(jié)果見表2。

表2 水泥的基本性能

2.2 粉煤灰

采用Ⅰ級（F類）粉煤灰，其物理性能試驗結(jié)果見表3。

表3 粉煤灰試驗表

2.3 硅粉

微硅粉其物理及化學(xué)成分試驗結(jié)果見表4。

表4 硅粉物理性能及化學(xué)成分試驗表%

2.4 粗細(xì)骨料

（1）細(xì)骨料：混凝土用細(xì)骨料為卵石破碎為碎石過程中產(chǎn)生的石粉砂，石粉砂中含有較多小石顆粒以及含量較高的石粉，由于石粉用于高強混凝土中還存在爭議，經(jīng)水洗處理降低了砂中石粉含量，根據(jù)GB/T14684-2011《建設(shè)用砂》的要求對細(xì)骨料進(jìn)行了檢測，檢測結(jié)果見表5。

表5 砂物理性能試驗表

（2）粗骨料：采用4.75～16mm連續(xù)級配的卵碎石，具體性能指標(biāo)見表6。

2.5 外加劑

選用外加劑廠生產(chǎn)的聚羧酸類減水劑，具體性能指標(biāo)見表7。

表6 卵碎石物理性能試驗表

表7 外加劑性能試驗表

2.6 水

采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的飲用水。

3 配合比設(shè)計

本試驗采用微量調(diào)節(jié)外加劑摻量的方式，嚴(yán)格控制混凝土水膠比，以達(dá)到所設(shè)計混凝土拌合物擴展度的要求。從工作量的角度考慮，在此次研究試驗中，外加劑摻量不考慮為影響配合比設(shè)計的主要因素，根據(jù)《高強混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》中技術(shù)指標(biāo)的要求，對影響混凝土強度的主要因素分別進(jìn)行設(shè)計，膠凝材料總量（kg/m3）分別?。?80、615、650，水膠比分別取：0.24、0.25、0.26，硅粉摻量分別?。?%、10%、12%，粉煤灰摻量分別取：15%、17%、19%，砂率分別取46%、47%、48%，選L18（3）7正交表進(jìn)行設(shè)計，具體正交試驗設(shè)計見表8。

表8 L18（3）7C70混凝土配合比正交設(shè)計表

4 混凝土性能試驗研究及數(shù)據(jù)分析

4.1 試驗方法

混凝土拌合物制備：混凝土用60L強制式攪拌機攪拌，嚴(yán)格控制混凝土用水量；

工作性能測試：參照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能測試方法》測試混凝土拌合物的坍落度及坍落度2小時的經(jīng)時損失，采用倒坍落度桶的方法，以流空時間來評價混凝土的流動性；

混凝土試件成型：混凝土拌合物工作性能測試完后，裝入150mm×150mm×150mm的試模，振動成型；

試件養(yǎng)護：試件成型24h后拆模，在標(biāo)準(zhǔn)溫度（20±2）℃，濕度95%的環(huán)境下養(yǎng)護；

混凝土性能測試：混凝土性能參照GB/T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測試。

4.2 高強混凝土的配制

根據(jù)表8所擬定的試驗參數(shù)計算出混凝土配合比，經(jīng)試拌、成型、養(yǎng)護、測試其強度，具體試驗結(jié)果見表9。

由表9可知，混凝土拌合物2h后的坍落度和擴展度幾乎無損失，倒坍落度桶排空的時間都能滿足工作性要求，硅粉的摻入，提高了混凝土拌合物的和易性，高效減水劑的使用，使混凝土拌合物具有了大流動性的特點。

4.3 部分試驗數(shù)據(jù)正交分析

本試驗主要以混凝土抗壓強度指標(biāo)為主導(dǎo)因素，作強度極差和效應(yīng)曲線圖分析，根據(jù)表9的試驗數(shù)據(jù)，正交強度極差分析見表10，各因素效應(yīng)曲線分析圖見圖1。

表9 正交試驗結(jié)果統(tǒng)計表

表10 強度極差分析表MPa

由表10和圖1可知各因素對混凝土強度影響的順序為：砂率>膠材用量>粉煤灰摻量>硅粉摻量>水膠比，由此可得最優(yōu)配方為：砂率2，膠材用量3，粉煤灰摻量2，硅粉摻量2，水膠比1。

5 C70配合比的確定

根據(jù)強度極差和效應(yīng)曲線圖分析，可以得出C70高強混凝土配合比，見表11。

圖1 效應(yīng)曲線圖

表11 C70高強混凝土配合比表kg/m3

按此配合比，結(jié)合調(diào)節(jié)外加劑摻量滿足混凝土拌合物流動性方法，經(jīng)數(shù)次重復(fù)驗證試驗，并根據(jù)混凝土拌合物性能以及混凝土抗壓強度結(jié)果分析，拌合物適合泵送，且滿足工作性要求，混凝土抗壓強度均都達(dá)到了90MPa以上，試驗結(jié)果均達(dá)到預(yù)期效果。

6 結(jié)語

綜上所述，高強度混凝土配合比的設(shè)計關(guān)系到高強度混凝土的使用性能，而且對建筑物的使用壽命也有一定的影響。因此，研究高強度混凝土配合比試驗十分必要。研究人員要認(rèn)真分析試驗原材料的各項性能，合理設(shè)計高強度混凝土的配合比，并認(rèn)真分析試驗數(shù)據(jù)，從而確定高強度混凝土的最佳配合比，提高高強度混凝土的各項性能，提高經(jīng)濟效益，延長建筑物的使用壽命。本文的混凝土配合比試驗研究達(dá)到了預(yù)期的效果，可供參考借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]張廣泰，毛婷廳.新疆地區(qū)高強混凝土配合比試驗研究[J].混凝土.2014（09）

[2]張騰，朱朝艷，王學(xué)志.混雜纖維高強混凝土基本力學(xué)性能試驗研究[J].吉林水利.2014（02）

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圖2試塊組二三種強度值

圖3試塊組三三種強度值

圖4試塊組四三種強度值

表13 推測值與試驗值對比表（MPa）

觀察以上四幅圖，我們可以直觀判斷哪些試塊值存在較大偏離。

第一組試塊我們選取123號試塊進(jìn)行分析；

第二組試塊我們選取123號試塊進(jìn)行分析；

第三組試塊我們選取234號試塊進(jìn)行分析；

第四組試塊我們選取125號試塊進(jìn)行分析。

4.3 強度推測值與試驗測得強度值的對比

強度推測值與試驗測得強度值的對比如表13所示。

5 結(jié)論與建議

從對比表與分析可以得出如下結(jié)論：

（1）隨著齡期的增長，無論是超聲回彈法強度推測值，還是抗壓試驗的強度測定值，大體上都是有所增加的，且隨著齡期增長，二者相差的百分?jǐn)?shù)越來越小。

（2）在骨料相同條件下，骨料粒徑越大回彈值相對越大，超聲檢測聲速值相對越大。

（3）在骨料不同條件下，水灰比相同，回彈值大致相同。超聲檢測聲速值卵石相對越高。

（4）齡期相對較長，回彈值及超聲檢測聲速值也相應(yīng)變大。

本次試驗中所得的超聲回彈法強度推測值與實際抗壓試驗所得到的強度測定值存在有一定差距，分析誤差存在的原因，在今后的試驗中應(yīng)該引起注意，避免不必要的誤差，使試驗更準(zhǔn)確。主要存在誤差有以下幾點：

（1）試塊的養(yǎng)護條件沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，如溫度、濕度等。

（2）試塊體積較小，使概率方法不準(zhǔn)確。

（3）回彈檢測時，回彈儀沒能夠水平，造成誤差。

（4）耦合劑用量的多少以及試塊上殘留的耦合劑使試塊軟化。

混凝土無損檢測技術(shù)具有無損、簡便、快速、便于大面積測試等優(yōu)點，已在工業(yè)與民用建筑、水利、電力等工程建設(shè)項目的混凝土質(zhì)量檢測和評價中得到廣泛應(yīng)用，取得了良好的應(yīng)用效果，并在工程實踐中不斷總結(jié)、完善和提高。

6 結(jié)語

綜上所述，混凝土強度不僅是混凝土最基本、最重要的性能，也是決定混凝土綜合性能的基礎(chǔ)，并直接影響著鋼筋混凝土建筑物的結(jié)構(gòu)安全性和使用耐久性。因此，我們需要認(rèn)真掌握超聲回彈法，并將其更為有效的應(yīng)用到混凝土強度的檢測中，以為建筑施工帶來幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉英、胡逸家.回彈法和超聲回彈綜合法檢測混凝土強度在工程建設(shè)中的應(yīng)用[J].工程質(zhì)量.2014（S2）.

[2]彭運朝.超聲波檢測混凝土裂縫的研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備.2012（06）.