特细砂配制低强度混凝土的试验研究
2014-05-10何锦云吕如春
张 翠,何锦云,吕如春
(河北工程大学 土木工程学院,河北 邯郸 056038)
从20世纪60年代开始,特细砂混凝土在土木建筑工程中就被广泛应用,长期以来特细砂混凝土的研究与应用一直受到很大关注。吐尔洪·吐尔地等[1]对不同强度等级的特细砂混凝土的抗冻性能、抗渗性能进行了研究;何锦云等[2]针对C40特细砂混凝土的和易性和抗压强度进行了试验研究;黄守兵[3]探讨了特细砂混凝土的最优设计方法。本试验利用邯郸地区丰富的特细砂资源,以砂率为主要因素,通过试验研究不同水胶比,不同砂率,特细砂混凝土的性能,为以后邯郸地区特细砂混凝土的应用提供参考依据。
1试验原材料
水泥:选用太行山牌42.5R普通硅酸盐水泥,其各项性能指标及化学成分见表1。
细骨料:选用邯郸本地的特细砂,其物理性能见表2。
粗骨料:选用邯郸本地的碎石,其物理性能见表3。
外加剂:木钙减水剂,掺量0.25%,减水率10%。
水:自来水。
表1 普通硅酸盐水泥的性能指标
表2 细骨料的性能指标
表3 粗骨料的性能指标
2 试验方法与结果
本试验采用对比试验的方法,依据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》配制水胶比为0.8、0.7、0.6、0.5,砂率为25%、30%、35%,外加剂掺量为0.25%的特细砂混凝土。试验研究在不同水胶比的情况下,特细砂砂率对混凝土和易性与抗压强度的影响。在配制混凝土时,采用机制搅拌,并进行二次投料,搅拌时间要比普通混凝土延长1~2 min,使特细砂混凝土搅拌均匀[4]。特细砂混凝土配合比及混凝土坍落度与抗压强度的试验结果见表4。
3 试验结果分析
3.1 混凝土坍落度的分析
图1为砂率与混凝土坍落度之间的关系图。由图可见水胶比不变时,砂率与坍落度之间存在一个线性关系。随着水胶比的增大,砂率对混凝土和易性的影响也越显著。主要是因为随着水胶比的减小,用水量不变,胶凝材料用量增加,水化过程需水量也随之增加,而砂率的增大,又使骨料的总表面积及孔隙率增大[5],降低混凝土的流动性,导致坍落度下降。
3.2 混凝土抗压强度分析
图2为砂率与混凝土抗压强度之间的关系。由图可见当水胶比为0.7时,7 d、28 d的抗压强度出现一个峰值。水胶比为0.8、0.5、0.6时,混凝土7 d的抗压强度在30%左右呈现不规律的变化,但变化量不大,而相应28 d 抗压强度在30%都出现峰值。砂率较小时,砂浆量不足以完全包裹粗骨料的表面和粗骨料的空隙,导致混凝土密实性差[6],进而影响其抗压强度,随着砂率的增加,密实性相应增加,强度也随之呈现上升趋势。而当砂率增加到一定程度后,在骨料表面的水泥浆量相对减少,使骨料之间的胶结力下降,抗压强度也随之下降。
4 结论
(1)混凝土的水胶比越小,砂率对混凝土和易性的影响程度越显著。水胶比为0.5时,砂率30%与35%的坍落度相差达76%。
(2) 特细砂配制混凝土的抗压强度随着水胶比的增大而减小,随着龄期的延长而增大,这与普通混凝土抗压强度的变化规律相同。
(3) 提高砂率对混凝土工作性能及强度有所改善,可以使混凝土更加密实,但砂率过高也会影响其性能,综合试验结果,水胶比为0.5、0.6、0.7、0.8时,其合理砂率在30%左右。
参考文献:
[1] 吐尔洪·吐尔地,曾 力,刘志栋,等.特细砂混凝土配合比设计及试验[J].混凝土,2010,249(7): 41-144.
[2] 何锦云, 王陆陆. C40特细砂混凝土和易性和抗压强度研究[J].河北工程大学学报:自然科学版, 2012, 29(3): 1-4.
[3] 黄守兵.特细砂混凝土配合比优化设计探讨[J].四川建筑,2013,33(3):187-188.
[4] 宓永宁,孙荣华,张玉清,等.特细砂配制混凝土的试验研究[J].混凝土, 2011, 266(12): 56-61.
[5] 韩建宏,娄宗科.特细砂混凝土的力学性能及抗渗性能研究[J].人民黄河, 2010, 32(5): 125-127.
[6] 周建普.混凝土骨料对承压试样裂纹扩展区的影响[J].河北工程大学学报: 自然科学版, 2011, 28(4): 36-39.