一例细砂卵石商品混凝土的设计与应用

2011-12-02王小磊陈杰

商品混凝土 2011年8期

王小磊，陈杰

(1.武汉市市政工程质量监督站，武汉 430000；2.雷帝（上海）建筑材料有限公司，上海 200085)

0 引言

商品混凝土亦称预拌混凝土，实质就是把混凝土这种主要建筑材料，从备料、拌制到运输等生产环节，从传统的现场施工中脱离出来，通过高度专业化的集中批量生产，成为一个独立核算生产的建材商品。因商品混凝土在保障工程质量、降低能耗、节省施工用地、改善劳动条件、减少环境污染等方面益处颇多，受到国家有关部门的高度重视和推广。

配制商品混凝土的细骨料一般选用河砂，其细度模数为2.4 ～2.9，属于中粗砂。然而，随着河砂在建筑中的广泛运用，我国天然中粗砂资源越来越匮乏，而细砂资源却十分丰富，如长江、黄河、珠江等流域细砂分布较为广泛。贯彻就地取材和充分合理地利用自然资源是工程建设的基本原则，利用细砂配制商品混凝土具有重要的现实意义。

1 原材料及试验方法

1.1 原材料

1.1.1 胶凝材料

（1）水泥。本次试验使用华新P·O42.5 水泥。

（2）粉煤灰。本次试验使用的粉煤灰是襄樊天健电厂的Ⅱ级粉煤灰。其化学成分如表1 所示。

1.1.2 骨料

（1）砂。襄樊地区青砂，含泥量<1.0%，筛分分析如表2所示，细度模数1.7。

（2）石。卵石，粒径5～31.5mm 连续级配。

表1 胶凝材料的化学组成和物理性能

表2 砂细度模数

1.1.3 外加剂

四川平顶山聚羧酸高效减水剂，产品减水率22%～25%，掺量为胶凝材料质量的0.8%～1.0%。

1.2 试验方案

根据《普通混凝土配合比设计规范》(JGJ55-2000)进行配合比设计。主要采用细度模数为1.7 的细砂作为细骨料配制强度等级C25～C35 混凝土。

2 细砂、卵石混凝土性能研究

2.1 砂率的确定

表3 为水胶比为0.50，用水量为164kg 时，不同砂率对混凝土性能的影响。

表3 不同砂率对混凝土性能的影响

从现场试验来看，不同的砂率不仅对强度有一定影响，对混凝土的工作性能也有很大影响。砂率在32%以下时，试配出的混凝土含石子量偏多，浆体很稀，不能完全包裹住石子，混凝土坍落度不大，流动度不好，有泌水现象；砂率大于36%时，配制的混凝土流动性差，坍落度较小。砂率对混凝土强度的影响如图1。

理论表明：混凝土配合比中的砂率直接影响其质量，细砂混凝土配合比设计采用低砂率、低水泥用量的原则，有利于避免混凝土水化温升高、收缩大及容易产生裂缝等问题，既节约水泥，又确保混凝土施工质量。一般用细砂配制低流动性混凝土，砂率控制在20%左右，当然，也有人研究用细砂配制泵送混凝土，砂率选择达到40%。因此，实际砂率要根据配制混凝土的特点、砂以及现场试配来确定。根据现场对砂的分析，砂中含小石子量多，以及试配结果，最终确定实际砂率为34%左右。

2.2 胶凝材料确定

细砂商品混凝土要求大坍落度、高流动度，势必增加混凝土的总细粉用量和砂率，而混凝土总细粉用量和砂率的增加会导致混凝土收缩的增加。配制时应考虑合适的水泥用量，一方面尽量减小因水泥水化产生的收缩，一方面也是考虑混凝土水化热问题。因此，配制时采用低水泥用量，掺适量粉煤灰调节混凝土和易性，本试验采用粉煤灰等量取代法。

表4 为粉煤灰等量取代与不掺粉煤灰结果比较（水胶比为0.50，用水量为164kg ，胶凝材料总量为318kg），可以看出粉煤灰等量取代即可（取代30%左右，超量取代效果不明显），不影响混凝土强度，并且对混凝土和易性有所改善。

2.3 C25～C35混凝土的最优配合比

表5 为此次试配的最优化配合比，对该配合比进行6 ～8次重复试验进行验证，其强度平均值不低于设计强度，具有稳定性，且配制的混凝土不离析、不泌水，和易性好，完全满足商品混凝土泵送施工要求。

3 工程应用

配制的细砂卵石商品混凝土在湖北地区进行了应用。其中大部分工程采用泵送施工，在施工过程中，配制的混凝土不离析、不泌水，施工效果良好。

在缺少中粗砂的地区推广应用细砂混凝土不仅可以有效解决资源方面的矛盾，而且可以就地取材，合理利用地方资源，并显著降低混凝土生产成本。然而，商品混凝土要求大坍落度，高流动度，因此，用细砂配制商品混凝土关键在于：在达到强度和工作性能的要求上有效的减少混凝土裂缝的产生，所以配合比设计依据采用低砂率、低水泥用量的原则。同时，对其应用有以下建议：

（1）可以先按中粗砂：细砂=1：1 的比例使用；

（2）当前主要应用配制C35 以下等级混凝土；

（3）先使用在一些方量较小的工程部位；积累经验后，再不断扩大量推广应用。