□文/王曉偉 彭顯曉 李雅斐

板巖骨料混凝土的配合比研究

□文/王曉偉 彭顯曉 李雅斐

文章通過研究板巖骨料混凝土的和易性、強(qiáng)度和耐久性，探索了板巖骨料混凝土的配制。試驗(yàn)得出對于板巖骨料，只要骨料級(jí)配合理，針片狀含量符合要求就可以配制出符合和易性要求的混凝土；非活性骨料與板巖骨料混合使用的方法對混凝土堿活性膨脹的控制效果不明顯，不建議用該方法控制混凝土的堿活性膨脹；30%粉煤灰或30%FLSR-I做摻合料時(shí)，混凝土強(qiáng)度滿足要求，電通量滿足高性能混凝土在H1、H2環(huán)境100年壽命的要求，可用于實(shí)際混凝土工程中。

板巖骨料；強(qiáng)度；和易性；耐久性；配合比

機(jī)制砂的粒型多棱角，針片狀顆粒含量比河砂多。針片狀顆粒含量不利于混凝土的工作性，拌和物粗糙。雖然機(jī)制砂，尤其是板巖骨料機(jī)制砂，棱角多、表面粗糙，但一定量的石粉能很好的改善混凝土的泌水性、粘聚性以及流動(dòng)性，因?yàn)榉垠w材料補(bǔ)償了砂和石子之間潤滑作用的不足。

機(jī)制砂的粒型和級(jí)配對混凝土拌和物的性能有直接的影響，因此不免對硬化后混凝土的耐久性產(chǎn)生影響。尤其是石粉，其水化效應(yīng)、減水效應(yīng)和密實(shí)效應(yīng)對混凝土的耐久性有很大影響。本文通過試驗(yàn)，從和易性和耐久性方面，探索了板巖混凝土的配制。

1　和易性試驗(yàn)

1.1試驗(yàn)用原材料

試驗(yàn)采用A、B兩種不同的板巖機(jī)制砂，兩種細(xì)骨料的特性及試驗(yàn)用粉煤灰見表1-表3。

表1　A、B板巖機(jī)制砂的特性

表2　A、B板巖機(jī)制砂的壓碎值

表3　粉煤灰的化學(xué)成分%

粗骨料采用板巖骨料，粗骨料中粒徑10～20 mm和粒徑5～10 mm的比例為6∶4，保水劑為馬貝廣州公司生產(chǎn)的鈉基膨潤土。

1.2和易性試驗(yàn)配合比

和易性試驗(yàn)配合比見表4。

表4　和易性試驗(yàn)配合比(1 m3混凝土)

1.3試驗(yàn)結(jié)果與分析

從圖1可以看出A機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)小于B機(jī)制砂，A機(jī)制砂為中砂，B機(jī)制砂為粗砂。

圖1　機(jī)制砂的級(jí)配曲線

從圖2可以看出，板巖骨料可以拌制出符合和易性要求的低強(qiáng)度混凝土。35%的粉煤灰對坍落度的影響不大。試驗(yàn)說明只要板巖骨料級(jí)配合理，針片狀含量符合要求就可以配制出符合和易性要求的混凝土。

圖2　混凝土的試拌

從表5可以看出，水灰比為0.45時(shí)，A、B兩種機(jī)制砂都達(dá)到了C30混凝土的強(qiáng)度要求；水灰比為0.4時(shí)，A、B兩種機(jī)制砂都達(dá)到了C40混凝土的強(qiáng)度要求，說明板巖骨料混凝土的強(qiáng)度是沒有問題的。

表5　試件的強(qiáng)度MPa

2　堿骨料反應(yīng)試驗(yàn)

2.1試驗(yàn)方法與原材料

試驗(yàn)方法為快速砂漿棒法。水泥采用P.II.42.5硅酸鹽水泥，水泥堿含量為0.55%，化學(xué)成分見表6；活性骨料為板巖骨料；非活性骨料為廈門艾思?xì)W標(biāo)準(zhǔn)砂有限公司生產(chǎn)的中國ISO標(biāo)準(zhǔn)砂，標(biāo)準(zhǔn)砂的W（Si O2）＞96%；N aO H為分析純試劑。水泥含堿量通過外加N aO H分析純試劑調(diào)至0.8%。

表6　水泥的化學(xué)成分%

2.2堿活性試驗(yàn)配合比

堿活性試驗(yàn)配合比見表7和表8。

表7　骨料級(jí)配mm

續(xù)表7

表8　堿活性試驗(yàn)配合比g

2.3試驗(yàn)結(jié)果與分析

從表9和圖3可以看出，隨著活性骨料含量的增加，膨脹率逐漸增大。試件C1的14d膨脹率僅為0.036%，該標(biāo)準(zhǔn)砂符合非活性骨料的要求。試件C2的活性骨料占骨料的30%，其14 d膨脹率高達(dá)0.355%，已經(jīng)很接近試件C6的膨脹率，而C6試件全部為活性板巖。這表明非活性骨料與板巖骨料混合使用的方法對混凝土堿活性膨脹的控制效果不明顯。

表9　活性板巖骨料和非活性骨料混合使用時(shí)的膨脹率試驗(yàn)結(jié)果%

圖3　活性板巖骨料和非活性骨料混合使用時(shí)的膨脹率

3　抑制措施有效情況下施工配合比強(qiáng)度和電通量評(píng)定

3.1試驗(yàn)方法與原材料

混凝土和易性和力學(xué)性能分別按照GB/T 50080—2002《普通混凝土拌和物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行試驗(yàn)；混凝土電通量測定按照鐵建設(shè)[2005]160號(hào)進(jìn)行試驗(yàn)。

水泥采用海螺牌P.O 42.5普通硅酸鹽水泥；粉煤灰為I級(jí)灰；堿骨料反應(yīng)抑制劑FLSR-I的主要成分為粉煤灰、硅灰、引氣劑和其他化學(xué)外加劑。粗骨料：現(xiàn)場采集板巖石料經(jīng)試驗(yàn)室破碎5～25 mm粒級(jí)骨料，滿足級(jí)配要求，其他性能滿足II類粗骨料性能要求，石粉含量0.34%。機(jī)制砂：現(xiàn)場采集板巖石料經(jīng)試驗(yàn)室破碎篩分而成，滿足I區(qū)級(jí)配要求，細(xì)度模數(shù)3.0，其他性能滿足II類細(xì)骨料性能要求，石粉（亞甲藍(lán)試驗(yàn)）含量5.0%。河砂：采用普通河砂，級(jí)配滿足III區(qū)要求，細(xì)度模數(shù)2.0，其他性能滿足II類細(xì)骨料性能要求。

3.2施工配合比

施工配合比見表10。

3.3試驗(yàn)結(jié)果與分析

從表11和表12可以看出，按照100 a壽命高性能混凝土評(píng)定，試件的強(qiáng)度滿足要求，電通量除噴射混凝土一組外，其他均＜1000C，性能良好。

表11　28、56 d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度MPa

續(xù)表11

表12　56d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件電通量C

4　結(jié)論

1）對于板巖骨料，只要骨料級(jí)配合理，針片狀含量符合要求就可以配制出符合和易性要求的混凝土。

2）混凝土的堿活性膨脹隨活性骨料的增多而增大。

3）非活性骨料與板巖骨料混合使用的方法對混凝土堿活性膨脹的控制效果不明顯，不建議用該方法控制混凝土的堿活性膨脹。

4）30%粉煤灰或30%FLSR-I做摻合料時(shí)，混凝土強(qiáng)度滿足要求，電通量滿足高性能混凝土在H1、H2環(huán)境100a壽命的要求，可用于實(shí)際混凝土工程中。

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2015.02.009

□彭顯曉、李雅斐/天津市地下鐵道集團(tuán)有限公司。

□TU528

□C

□1008-3197（2015）02-23-03

□2015-01-26

□王曉偉/1983年出生，工程師，天津市地下鐵道集團(tuán)有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。