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2018-08-03 03:06:42姜連甲殷繼偉馬永勝
商品混凝土 2018年7期
姜連甲，殷繼偉，馬永勝
（1. 哈爾濱精典新型干混建材科技有限公司，黑龍江 哈爾濱 150070；2. 哈爾濱佳連混凝土技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司，黑龍江 哈爾濱 150070）
0 引言
JTGD40—2011《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》中附錄 E 給出的混凝土抗壓強(qiáng)度，與抗彎拉（抗折）強(qiáng)度對(duì)應(yīng)關(guān)系表見(jiàn)表 1。
表 1 水泥混凝土強(qiáng)度和彈性模量經(jīng)驗(yàn)參考值
很多客戶認(rèn)為可以通過(guò)混凝土抗壓強(qiáng)度推算出混凝土的抗折強(qiáng)度。以抗折強(qiáng)度 4.0MPa 為例，許多人認(rèn)為當(dāng)混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到 30MPa 時(shí)，混凝土的抗折強(qiáng)度一定可以達(dá)到 4.0MPa。更有許多預(yù)拌混凝土企業(yè)，在供應(yīng)道路混凝土?xí)r不按照 JTG/TF30—2014《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細(xì)則》進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)，而僅僅使用普通的 C30 的混凝土配合比。
首先這種想法是不正確的，JTGD40—2011 標(biāo)準(zhǔn)中提到：“水泥混凝土材料（包括普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土、碾壓混凝土和貧混凝土等）的彎拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗拉（劈裂）強(qiáng)度和彈性模量，隨混合料組成材料、養(yǎng)生條件和試驗(yàn)方法的不同而變化。這些因素對(duì)各項(xiàng)強(qiáng)度和彈性模量指標(biāo)有不同程度的影響，難以在各項(xiàng)指標(biāo)之間建立理論轉(zhuǎn)換關(guān)系式。”標(biāo)準(zhǔn)中給出的經(jīng)驗(yàn)參考值并不適用所有的混凝土。
混凝土的折壓比是固定的嗎？混凝土抗壓強(qiáng)度越高，抗折強(qiáng)度就一定越高嗎？影響抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的因素有哪些？下文通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行分析。
1 混凝土抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系
分別選取 20 家預(yù)拌混凝土企業(yè)，每家企業(yè)隨機(jī)抽取 20 組混凝土試件，在 28d 齡期時(shí)按照 GB/T 50081—2002 進(jìn)行混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度試驗(yàn)。對(duì)比混凝土抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系，其中 70 組試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 2。
通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，混凝土折壓比是 0.0758～0.1058 這個(gè)區(qū)間，而混凝土的抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度并不呈線性趨勢(shì)。數(shù)據(jù)表明很多試件隨著混凝土的抗壓強(qiáng)度提高，混凝土的抗折強(qiáng)度不但沒(méi)有提高，反而有降低的可能。依據(jù)圖 1 的分布圖發(fā)現(xiàn)，做出的折壓比數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)中給出的推薦參考值相差甚遠(yuǎn)，下面通過(guò)試驗(yàn)比對(duì)，影響混凝土折壓比的因素有哪些。
圖 1 混凝土折壓比分布圖
2 原材料對(duì)混凝土折壓比的影響
2.1 水泥對(duì)混凝土折壓比的影響
水泥的抗折強(qiáng)度、水泥中鐵鋁酸四鈣含量、水泥的比表面積、水泥的混合材摻量，這些因素對(duì)混凝土的折壓比都有很大的影響。試驗(yàn)表明當(dāng)水泥的抗折強(qiáng)度越高時(shí)，混凝土的抗折強(qiáng)度也就越高。水泥中鐵鋁酸四鈣含量越高，混凝土的抗折強(qiáng)度越高。
表 3 為同一廠家以同樣的水泥配合比分別將水泥研磨成不同的比表面積，比對(duì)它的抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系，以及水泥 28d 的折壓比。發(fā)現(xiàn)水泥的比表面積越高，水泥的抗折強(qiáng)度越高，同時(shí)水泥的 3d 抗壓強(qiáng)度越高。水泥的 28d 抗壓強(qiáng)度則隨著比表面積的提高而有所下降。
表 2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)
圖 2 為水泥混合材摻量對(duì)水泥 28d 強(qiáng)度的影響。根據(jù)圖 2 得知，隨著水泥中混合材摻量的提高，水泥的抗壓強(qiáng)度下降并不明顯，但水泥的抗折強(qiáng)度下降很明顯，所以要配制折壓比高的水泥應(yīng)盡量選取混合材摻量較低的水泥。
表 3 水泥比表面積與水泥折壓比的關(guān)系
圖 2 水泥混合材摻量對(duì)水泥 28 d 強(qiáng)度的影響
2.2 粗骨料對(duì)混凝土折壓比的影響
2.2.1 粗骨料針片狀顆粒含量對(duì)混凝土折壓比的影響
粗骨料的針片狀顆粒含量、粗骨料的公稱粒徑、粗骨料的級(jí)配，都直接影響著混凝土的折壓比。保證在其他原材料及配合比、養(yǎng)護(hù)等其他條件相同的情況下，逐一進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)說(shuō)明針片狀顆粒含量、公稱粒徑、骨料的級(jí)配，對(duì)混凝土的折壓比有怎樣的影響。
針片狀顆粒含量對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響見(jiàn)圖 3。
圖 3 針片狀顆粒含量對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響
依據(jù)圖 3 發(fā)現(xiàn)，隨著粗骨料的針片狀顆粒含量提高，混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，均有所下降，但抗折強(qiáng)度下滑趨勢(shì)明顯要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗壓強(qiáng)度，說(shuō)明針片狀含量對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如對(duì)抗折強(qiáng)度的影響大。
針片狀顆粒對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響，主要體現(xiàn)在混凝土中空隙率的增加，以及針片狀顆粒帶來(lái)的骨料剛性骨架力量變?nèi)?。針片狀顆粒含量對(duì)抗折強(qiáng)度的影響，主要體現(xiàn)針片狀骨料與混凝土中的膠凝材料膠結(jié)能力差，并且由于針片狀骨料自身的抗折能力差，也造成了混凝土中出現(xiàn)許多抗折能力差的薄弱點(diǎn)。因此隨著骨料中的針片狀顆粒含量增加，混凝土的折壓比降低。
2.2.2 粗骨料最大公稱粒徑對(duì)混凝土折壓比的影響
使用“單因素變量”法，分別選取不同公稱粒徑的卵石和碎石進(jìn)行大量的對(duì)比試驗(yàn)，分析骨料最大公稱粒徑對(duì)混凝土折壓比的影響，見(jiàn)表 4。
表 4 骨料最大公稱粒徑對(duì)混凝土折壓比影響
根據(jù)表 3 的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，骨料的最大公稱粒徑直接影響混凝土的折壓比，當(dāng)碎石的公稱粒徑為 26.5mm、卵石的公稱粒徑為 19.0mm 時(shí)，混凝土的抗折強(qiáng)度最高、混凝土的折壓比最高。這是因?yàn)橥ǔ?lái)說(shuō)連續(xù)級(jí)配小粒徑的骨料與膠凝材料的膠結(jié)程度最好，但骨料的粒徑太小，則會(huì)出現(xiàn)骨架力量不足的情況。
2.2.3 骨料級(jí)配與混凝土折壓比的關(guān)系
JTGF30—2014 中規(guī)定粗集料與再生粗集料應(yīng)根據(jù)混凝土配合比的公稱最大粒徑分為 2～4 個(gè)單粒級(jí)的集料，并摻配使用。所以來(lái)驗(yàn)證一下單粒級(jí)骨料與多個(gè)粒級(jí)骨料摻配，對(duì)混凝土折壓比的影響，見(jiàn)表 5。
表 5 骨料級(jí)配對(duì)混凝土折壓比影響
依據(jù)表 5 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，當(dāng)使用單粒級(jí)骨料時(shí)，骨料的空隙率變大，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)不密實(shí)，造成混凝土的抗折強(qiáng)度偏低、混凝土的折壓比偏低，當(dāng)將 2 個(gè)或 2 個(gè)以上單粒級(jí)的骨料進(jìn)行級(jí)配時(shí)，混凝土空隙率變小，混凝土的抗折強(qiáng)度與折壓比有所提升。
3 配合比對(duì)混凝土折壓比的影響
3.1 砂率對(duì)混凝土折壓比的影響
使用多個(gè)強(qiáng)度等級(jí)配合比進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，在保證其他因素、條件不變的情況下，調(diào)整混凝土的砂率，對(duì)比砂率對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、折壓比的影響（表6）。
表 6 砂率對(duì)混凝土折壓比的影響
通過(guò)表 6 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是 C30、C40、C50 混凝土，隨著砂率的提高，混凝土的抗壓強(qiáng)度沒(méi)有抗折強(qiáng)度下降得明顯，所以可以得知，無(wú)論在配制何種強(qiáng)度等級(jí)的混凝土?xí)r，砂率越高混凝土折壓比越低。想要配制高抗折強(qiáng)度、高折壓比的混凝土，在滿足施工要求的情況下應(yīng)盡量降低砂率。
3.2 粉煤灰摻量對(duì)折壓比的影響
在保證水膠比不變、漿骨比不變、砂率不變、混凝土的表觀密度不變的前提，摻入不同比例的粉煤灰，進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)，分析不同摻量的粉煤灰對(duì)混凝土折壓比的影響。
3.2.1 膠凝材料性能
水泥和粉煤灰復(fù)檢后的性能見(jiàn)表 7 和表 8。
3.2.2 比對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)
粉煤灰摻量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 9。
表 7 P·O 42.5 水泥復(fù)檢性能
表 8 Ⅱ級(jí)粉煤灰復(fù)檢性能 %
表 9 粉煤灰摻量對(duì)混凝土折壓比的影響
通過(guò)表 9 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，加入粉煤灰后，混凝土的抗折強(qiáng)度有所下降，且隨著粉煤灰摻量的提高，混凝土的抗折強(qiáng)度下降的越明顯?；炷恋目箟簭?qiáng)度在10%～20% 的摻量下，不但沒(méi)有降低，而且要大于純水泥的混凝土。所以隨著粉煤灰摻量增加，混凝土的折壓比呈明顯下降趨勢(shì)。但粉煤灰的摻量大于等于 30%時(shí)，混凝土的抗折強(qiáng)度下降平緩，而抗壓強(qiáng)度則下降較明顯，混凝土的折壓比有回升的趨勢(shì)。
3.3 含氣量對(duì)混凝土折壓比的影響
在保證混凝土其他材料配合比不變的情況下，向混凝土摻入氣泡密小均勻的引氣劑，根據(jù)引氣劑的摻量調(diào)整混凝土的含氣量。通過(guò)對(duì)比混凝土 28d 抗壓強(qiáng)度，以及抗折強(qiáng)度找出其中的關(guān)系。含氣量對(duì)混凝土折壓比的影響見(jiàn)表 10 和圖 4、5。
表 10 混凝土含氣量對(duì)混凝土折壓比的影響
圖 4 粉煤灰摻量對(duì) C 35 等級(jí)混凝土強(qiáng)度的影響
圖 5 粉煤灰摻量對(duì) C 50 等級(jí)混凝土強(qiáng)度的影響
根據(jù)表 10 的數(shù)據(jù)以及圖 4、圖 5 的曲線發(fā)現(xiàn)，當(dāng)混凝土其他材料配合比不變的情況下，混凝土的含氣量提高，混凝土的抗壓強(qiáng)度下降很明顯，而混凝土的抗折強(qiáng)度不但沒(méi)有下降而且有明顯的提高。當(dāng)混凝土含氣量每提高 1% 時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度下降 3%～4%，而混凝土抗折強(qiáng)度也并不是含氣量越高，混凝土的抗折強(qiáng)度越高，超過(guò) 3% 以上時(shí)，混凝土的抗折強(qiáng)度呈緩慢的趨勢(shì)下降。所以隨著混凝土含氣量的增加。混凝土的折壓比也隨之提高。
4 結(jié)論
通過(guò)之前一系列的試驗(yàn)，表明混凝土的抗折強(qiáng)度并不一定會(huì)隨著抗壓強(qiáng)度遞增。主要是因?yàn)榛炷恋恼蹓罕扰c水泥的性能、骨料的級(jí)配、骨料的公稱粒徑、骨料的針片狀顆粒含量、混凝土的砂率、混凝土中粉煤灰的摻量、混凝土的含氣量等因素有關(guān)。
那么要配制高折壓比的混凝土?xí)r，則需要盡量挑選折壓比高的水泥、采用 2～4 個(gè)單粒級(jí)進(jìn)行級(jí)配、選取適中公稱粒徑的骨料，選取針片狀顆粒含量低的骨料。在設(shè)計(jì)配合比時(shí)應(yīng)盡量降低混凝土砂率，應(yīng)盡量少摻粉煤灰，摻入優(yōu)質(zhì)的引氣劑，適量的提高混凝土的含氣量。
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姜連甲，殷繼偉，馬永勝
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JTGD40—2011《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》中附錄 E 給出的混凝土抗壓強(qiáng)度，與抗彎拉（抗折）強(qiáng)度對(duì)應(yīng)關(guān)系表見(jiàn)表 1。
表 1 水泥混凝土強(qiáng)度和彈性模量經(jīng)驗(yàn)參考值
很多客戶認(rèn)為可以通過(guò)混凝土抗壓強(qiáng)度推算出混凝土的抗折強(qiáng)度。以抗折強(qiáng)度 4.0MPa 為例，許多人認(rèn)為當(dāng)混凝土的抗壓強(qiáng)度達(dá)到 30MPa 時(shí)，混凝土的抗折強(qiáng)度一定可以達(dá)到 4.0MPa。更有許多預(yù)拌混凝土企業(yè)，在供應(yīng)道路混凝土?xí)r不按照 JTG/TF30—2014《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)細(xì)則》進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)，而僅僅使用普通的 C30 的混凝土配合比。
首先這種想法是不正確的，JTGD40—2011 標(biāo)準(zhǔn)中提到：“水泥混凝土材料（包括普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土、碾壓混凝土和貧混凝土等）的彎拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗拉（劈裂）強(qiáng)度和彈性模量，隨混合料組成材料、養(yǎng)生條件和試驗(yàn)方法的不同而變化。這些因素對(duì)各項(xiàng)強(qiáng)度和彈性模量指標(biāo)有不同程度的影響，難以在各項(xiàng)指標(biāo)之間建立理論轉(zhuǎn)換關(guān)系式。”標(biāo)準(zhǔn)中給出的經(jīng)驗(yàn)參考值并不適用所有的混凝土。
混凝土的折壓比是固定的嗎？混凝土抗壓強(qiáng)度越高，抗折強(qiáng)度就一定越高嗎？影響抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的因素有哪些？下文通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行分析。
1 混凝土抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系
分別選取 20 家預(yù)拌混凝土企業(yè)，每家企業(yè)隨機(jī)抽取 20 組混凝土試件，在 28d 齡期時(shí)按照 GB/T 50081—2002 進(jìn)行混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度試驗(yàn)。對(duì)比混凝土抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系，其中 70 組試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 2。
通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，混凝土折壓比是 0.0758～0.1058 這個(gè)區(qū)間，而混凝土的抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度并不呈線性趨勢(shì)。數(shù)據(jù)表明很多試件隨著混凝土的抗壓強(qiáng)度提高，混凝土的抗折強(qiáng)度不但沒(méi)有提高，反而有降低的可能。依據(jù)圖 1 的分布圖發(fā)現(xiàn)，做出的折壓比數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)中給出的推薦參考值相差甚遠(yuǎn)，下面通過(guò)試驗(yàn)比對(duì)，影響混凝土折壓比的因素有哪些。
圖 1 混凝土折壓比分布圖
2 原材料對(duì)混凝土折壓比的影響
2.1 水泥對(duì)混凝土折壓比的影響
水泥的抗折強(qiáng)度、水泥中鐵鋁酸四鈣含量、水泥的比表面積、水泥的混合材摻量，這些因素對(duì)混凝土的折壓比都有很大的影響。試驗(yàn)表明當(dāng)水泥的抗折強(qiáng)度越高時(shí)，混凝土的抗折強(qiáng)度也就越高。水泥中鐵鋁酸四鈣含量越高，混凝土的抗折強(qiáng)度越高。
表 3 為同一廠家以同樣的水泥配合比分別將水泥研磨成不同的比表面積，比對(duì)它的抗折強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系，以及水泥 28d 的折壓比。發(fā)現(xiàn)水泥的比表面積越高，水泥的抗折強(qiáng)度越高，同時(shí)水泥的 3d 抗壓強(qiáng)度越高。水泥的 28d 抗壓強(qiáng)度則隨著比表面積的提高而有所下降。
表 2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)
圖 2 為水泥混合材摻量對(duì)水泥 28d 強(qiáng)度的影響。根據(jù)圖 2 得知，隨著水泥中混合材摻量的提高，水泥的抗壓強(qiáng)度下降并不明顯，但水泥的抗折強(qiáng)度下降很明顯，所以要配制折壓比高的水泥應(yīng)盡量選取混合材摻量較低的水泥。
表 3 水泥比表面積與水泥折壓比的關(guān)系
圖 2 水泥混合材摻量對(duì)水泥 28 d 強(qiáng)度的影響
2.2 粗骨料對(duì)混凝土折壓比的影響
2.2.1 粗骨料針片狀顆粒含量對(duì)混凝土折壓比的影響
粗骨料的針片狀顆粒含量、粗骨料的公稱粒徑、粗骨料的級(jí)配，都直接影響著混凝土的折壓比。保證在其他原材料及配合比、養(yǎng)護(hù)等其他條件相同的情況下，逐一進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)說(shuō)明針片狀顆粒含量、公稱粒徑、骨料的級(jí)配，對(duì)混凝土的折壓比有怎樣的影響。
針片狀顆粒含量對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響見(jiàn)圖 3。
圖 3 針片狀顆粒含量對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響
依據(jù)圖 3 發(fā)現(xiàn)，隨著粗骨料的針片狀顆粒含量提高，混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度，均有所下降，但抗折強(qiáng)度下滑趨勢(shì)明顯要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗壓強(qiáng)度，說(shuō)明針片狀含量對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如對(duì)抗折強(qiáng)度的影響大。
針片狀顆粒對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響，主要體現(xiàn)在混凝土中空隙率的增加，以及針片狀顆粒帶來(lái)的骨料剛性骨架力量變?nèi)?。針片狀顆粒含量對(duì)抗折強(qiáng)度的影響，主要體現(xiàn)針片狀骨料與混凝土中的膠凝材料膠結(jié)能力差，并且由于針片狀骨料自身的抗折能力差，也造成了混凝土中出現(xiàn)許多抗折能力差的薄弱點(diǎn)。因此隨著骨料中的針片狀顆粒含量增加，混凝土的折壓比降低。
2.2.2 粗骨料最大公稱粒徑對(duì)混凝土折壓比的影響
使用“單因素變量”法，分別選取不同公稱粒徑的卵石和碎石進(jìn)行大量的對(duì)比試驗(yàn)，分析骨料最大公稱粒徑對(duì)混凝土折壓比的影響，見(jiàn)表 4。
表 4 骨料最大公稱粒徑對(duì)混凝土折壓比影響
根據(jù)表 3 的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，骨料的最大公稱粒徑直接影響混凝土的折壓比，當(dāng)碎石的公稱粒徑為 26.5mm、卵石的公稱粒徑為 19.0mm 時(shí)，混凝土的抗折強(qiáng)度最高、混凝土的折壓比最高。這是因?yàn)橥ǔ?lái)說(shuō)連續(xù)級(jí)配小粒徑的骨料與膠凝材料的膠結(jié)程度最好，但骨料的粒徑太小，則會(huì)出現(xiàn)骨架力量不足的情況。
2.2.3 骨料級(jí)配與混凝土折壓比的關(guān)系
JTGF30—2014 中規(guī)定粗集料與再生粗集料應(yīng)根據(jù)混凝土配合比的公稱最大粒徑分為 2～4 個(gè)單粒級(jí)的集料，并摻配使用。所以來(lái)驗(yàn)證一下單粒級(jí)骨料與多個(gè)粒級(jí)骨料摻配，對(duì)混凝土折壓比的影響，見(jiàn)表 5。
表 5 骨料級(jí)配對(duì)混凝土折壓比影響
依據(jù)表 5 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，當(dāng)使用單粒級(jí)骨料時(shí)，骨料的空隙率變大，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)不密實(shí)，造成混凝土的抗折強(qiáng)度偏低、混凝土的折壓比偏低，當(dāng)將 2 個(gè)或 2 個(gè)以上單粒級(jí)的骨料進(jìn)行級(jí)配時(shí)，混凝土空隙率變小，混凝土的抗折強(qiáng)度與折壓比有所提升。
3 配合比對(duì)混凝土折壓比的影響
3.1 砂率對(duì)混凝土折壓比的影響
使用多個(gè)強(qiáng)度等級(jí)配合比進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，在保證其他因素、條件不變的情況下，調(diào)整混凝土的砂率，對(duì)比砂率對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、折壓比的影響（表6）。
表 6 砂率對(duì)混凝土折壓比的影響
通過(guò)表 6 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是 C30、C40、C50 混凝土，隨著砂率的提高，混凝土的抗壓強(qiáng)度沒(méi)有抗折強(qiáng)度下降得明顯，所以可以得知，無(wú)論在配制何種強(qiáng)度等級(jí)的混凝土?xí)r，砂率越高混凝土折壓比越低。想要配制高抗折強(qiáng)度、高折壓比的混凝土，在滿足施工要求的情況下應(yīng)盡量降低砂率。
3.2 粉煤灰摻量對(duì)折壓比的影響
在保證水膠比不變、漿骨比不變、砂率不變、混凝土的表觀密度不變的前提，摻入不同比例的粉煤灰，進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)，分析不同摻量的粉煤灰對(duì)混凝土折壓比的影響。
3.2.1 膠凝材料性能
水泥和粉煤灰復(fù)檢后的性能見(jiàn)表 7 和表 8。
3.2.2 比對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)
粉煤灰摻量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 9。
表 7 P·O 42.5 水泥復(fù)檢性能
表 8 Ⅱ級(jí)粉煤灰復(fù)檢性能 %
表 9 粉煤灰摻量對(duì)混凝土折壓比的影響
通過(guò)表 9 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，加入粉煤灰后，混凝土的抗折強(qiáng)度有所下降，且隨著粉煤灰摻量的提高，混凝土的抗折強(qiáng)度下降的越明顯?；炷恋目箟簭?qiáng)度在10%～20% 的摻量下，不但沒(méi)有降低，而且要大于純水泥的混凝土。所以隨著粉煤灰摻量增加，混凝土的折壓比呈明顯下降趨勢(shì)。但粉煤灰的摻量大于等于 30%時(shí)，混凝土的抗折強(qiáng)度下降平緩，而抗壓強(qiáng)度則下降較明顯，混凝土的折壓比有回升的趨勢(shì)。
3.3 含氣量對(duì)混凝土折壓比的影響
在保證混凝土其他材料配合比不變的情況下，向混凝土摻入氣泡密小均勻的引氣劑，根據(jù)引氣劑的摻量調(diào)整混凝土的含氣量。通過(guò)對(duì)比混凝土 28d 抗壓強(qiáng)度，以及抗折強(qiáng)度找出其中的關(guān)系。含氣量對(duì)混凝土折壓比的影響見(jiàn)表 10 和圖 4、5。
表 10 混凝土含氣量對(duì)混凝土折壓比的影響
圖 4 粉煤灰摻量對(duì) C 35 等級(jí)混凝土強(qiáng)度的影響
圖 5 粉煤灰摻量對(duì) C 50 等級(jí)混凝土強(qiáng)度的影響
根據(jù)表 10 的數(shù)據(jù)以及圖 4、圖 5 的曲線發(fā)現(xiàn)，當(dāng)混凝土其他材料配合比不變的情況下，混凝土的含氣量提高，混凝土的抗壓強(qiáng)度下降很明顯，而混凝土的抗折強(qiáng)度不但沒(méi)有下降而且有明顯的提高。當(dāng)混凝土含氣量每提高 1% 時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度下降 3%～4%，而混凝土抗折強(qiáng)度也并不是含氣量越高，混凝土的抗折強(qiáng)度越高，超過(guò) 3% 以上時(shí)，混凝土的抗折強(qiáng)度呈緩慢的趨勢(shì)下降。所以隨著混凝土含氣量的增加。混凝土的折壓比也隨之提高。
4 結(jié)論
通過(guò)之前一系列的試驗(yàn)，表明混凝土的抗折強(qiáng)度并不一定會(huì)隨著抗壓強(qiáng)度遞增。主要是因?yàn)榛炷恋恼蹓罕扰c水泥的性能、骨料的級(jí)配、骨料的公稱粒徑、骨料的針片狀顆粒含量、混凝土的砂率、混凝土中粉煤灰的摻量、混凝土的含氣量等因素有關(guān)。
那么要配制高折壓比的混凝土?xí)r，則需要盡量挑選折壓比高的水泥、采用 2～4 個(gè)單粒級(jí)進(jìn)行級(jí)配、選取適中公稱粒徑的骨料，選取針片狀顆粒含量低的骨料。在設(shè)計(jì)配合比時(shí)應(yīng)盡量降低混凝土砂率，應(yīng)盡量少摻粉煤灰，摻入優(yōu)質(zhì)的引氣劑，適量的提高混凝土的含氣量。
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