“一超一低法”配制特细砂泵送混凝土的试验与研究

2012-08-26闫静安一冶建安公司湖北武汉430080

中国建材科技 2012年5期

闫静安（一冶建安公司，湖北武汉 430080）

前言

随着建筑业的迅猛发展，都市化进程的加快，生产混凝土原材料的不断开发与应用，尤其是当今我国正处于大规模迅速进行中的各类基础工程建设时期，中粗砂作为用于生产混凝土的常用细骨料，无论从自然储存数量、满足标准规范要求的质量及资源可持续发展与开发上都不可能满足日益扩大工程建设发展的需要，在我国北方地区、黄河、长江等流域储存着大量特细砂（粉砂）自然资源，从就地取材、降低生产混凝土的成本和合理利用自然资源的原则出发，进一步进行特细砂混凝土的研究与应用，对于生产混凝土用细骨料的应用广度上具有一定的社会效应和经济效益。本文采用超掺量粉煤灰和低掺量矿粉，即“一超一低法”配制特细砂泵送混凝土进行了试验研究。

1 混凝土原材料选择

1）水泥：采用华新水泥厂生产的P.O42.5级水泥，其性能试验结果见表1。

2）粗骨料的选择：混凝土粗骨料采用碎石5-16mm 和16-31.5mm 碎石各掺50%，碎石的含泥量分别为0.7%、0.5%，针片状含量分别为2.6、4.8%。

3）细骨料：细度模数为0.9-1.5的特细砂，含泥量为3.6%，颗粒级配试验结果见表2[1]。

4）粉煤灰：选用Ⅱ级粉煤灰。其细度为14.7%，烧失量4.1%，需水量比为101%。

5）矿粉：选用华新S95 级矿粉。其7 天活性指数为77%，28 天活性指数为103%.

6）外加剂的选择：选用华硕生产聚羧酸高效减水剂（液体），掺量为1.6%，主要技术指标见表3。

2 混凝土配合比设计思路

表1 水泥性能指标

表2 颗粒级配试验结果

特细砂细度模数一般在0.6-1.5 之间，具有颗粒偏细、比表面积大、空隙率大、级配差、含泥量较中粗砂稍高等特点。特细砂泵送混凝土要求低水胶比、和易性好、大流动性，这样势必增加混凝土中水泥用量，同时特细砂吸水性强，为满足混凝土泵送要求，用水量也会增加，这样会导致混凝土收缩的增加和早期温度裂缝的产生，为弥补特细砂材料性质的先天不足，为降低混凝土的水泥用量，同时达到混凝土强度等级要求，采用在混凝土中超量掺入粉煤灰和低量掺入矿粉，即“一超一低法”进行特细砂泵送混凝土的试验研究。试验设计思路如下：

1）超量掺入粉煤灰。在混凝土中超量掺入粉煤灰主要为了弥补特细砂的先天不足，掺量为35-50%。作用主要是替代部分水泥和细骨料，来改善混凝土的强度和工作性[2]。

（1）粉煤灰作为混凝土的掺和料，可有效分散水泥颗粒，使水泥水化反应更充分，提高混凝土的密实性和保水性，同时可代替部分水泥，不仅能降低成本，而且能提高混凝土的和易性、提高不透水、降低浆体水化热，同时提高密实性和抗裂性，减少泌水、离析，从而降低混凝土的收缩和开裂风险。

（2）由于特细砂颗粒偏细、比表面积大等天然缺陷，要满足泵送混凝土的要求，砂率须取38-43%，但特细砂率过大会造成混凝土粘性过大、流动度降低以及混凝土收缩增加，因此在特细砂配制泵送送混凝土时，砂率比常规泵送混凝土低5-8%，采取超量掺入粉煤灰部分替代细骨料，来弥补由于特细砂的先天不足。

2）低量掺入矿粉。在混凝土中掺入矿粉会增加混凝土的粘聚性、延长混凝土的凝结时间，降低浆体水化热反应，预防混凝土早期温度裂缝的产生，同时提高混凝土的耐久性和经济性。但在特细砂泵送混凝土中，由于特细砂本身具有颗粒偏细、比表面积大、空隙率大、级配差的缺陷，矿粉掺量大，易造成混凝土的粘性过大、流动度减少，不利于泵送，同时更易导致混凝土收缩而产生早期裂纹。因此在特细砂泵送混凝土中采取低掺量矿粉部分替代水泥，矿粉掺量宜控制在10-15%范围内。

表3 减水剂技术指标

3 混凝土配合比试验

本次配合比试验主要目的是单独使用特细砂，配制泵送混凝土。试验时，矿粉掺量为15%，经过系列砂率变化试验，确定砂率低于常规泵送混凝土，宜取33%，水胶比分别以0.55、0.50、0.45、0.40 与粉煤灰掺量35%、40%、45%、50%交叉组合试验，塌落度为140-180mm，共制作16组试件[3]。

1)特细砂泵送混凝土的参数及抗压强度见表四。

从特细砂泵送混凝土试配结果知道，混凝土拌合物保水性和粘聚性较好，没有离析、泌水现象，混凝土塌落度损失较小，混凝土的工作性满足泵送混凝土要求。

从混凝土强度等级上看，抗压强度变化规律与常规混凝土变化规律相一致，可以满足各个强度等级的混凝土要求。

2）特细砂泵送混凝土的抗渗性能试验