板岩骨料混凝土的配合比研究

□文/王晓伟 彭显晓 李雅斐

板岩骨料混凝土的配合比研究

□文/王晓伟 彭显晓 李雅斐

文章通过研究板岩骨料混凝土的和易性、强度和耐久性，探索了板岩骨料混凝土的配制。试验得出对于板岩骨料，只要骨料级配合理，针片状含量符合要求就可以配制出符合和易性要求的混凝土；非活性骨料与板岩骨料混合使用的方法对混凝土碱活性膨胀的控制效果不明显，不建议用该方法控制混凝土的碱活性膨胀；30%粉煤灰或30%FLSR-I做掺合料时，混凝土强度满足要求，电通量满足高性能混凝土在H1、H2环境100年寿命的要求，可用于实际混凝土工程中。

板岩骨料；强度；和易性；耐久性；配合比

机制砂的粒型多棱角，针片状颗粒含量比河砂多。针片状颗粒含量不利于混凝土的工作性，拌和物粗糙。虽然机制砂，尤其是板岩骨料机制砂，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、粘聚性以及流动性，因为粉体材料补偿了砂和石子之间润滑作用的不足。

机制砂的粒型和级配对混凝土拌和物的性能有直接的影响，因此不免对硬化后混凝土的耐久性产生影响。尤其是石粉，其水化效应、减水效应和密实效应对混凝土的耐久性有很大影响。本文通过试验，从和易性和耐久性方面，探索了板岩混凝土的配制。

1　和易性试验

1.1试验用原材料

试验采用A、B两种不同的板岩机制砂，两种细骨料的特性及试验用粉煤灰见表1-表3。

表1　A、B板岩机制砂的特性

表2　A、B板岩机制砂的压碎值

表3　粉煤灰的化学成分%

粗骨料采用板岩骨料，粗骨料中粒径10～20 mm和粒径5～10 mm的比例为6∶4，保水剂为马贝广州公司生产的钠基膨润土。

1.2和易性试验配合比

和易性试验配合比见表4。

表4　和易性试验配合比(1 m3混凝土)

1.3试验结果与分析

从图1可以看出A机制砂的细度模数小于B机制砂，A机制砂为中砂，B机制砂为粗砂。

图1　机制砂的级配曲线

从图2可以看出，板岩骨料可以拌制出符合和易性要求的低强度混凝土。35%的粉煤灰对坍落度的影响不大。试验说明只要板岩骨料级配合理，针片状含量符合要求就可以配制出符合和易性要求的混凝土。

图2　混凝土的试拌

从表5可以看出，水灰比为0.45时，A、B两种机制砂都达到了C30混凝土的强度要求；水灰比为0.4时，A、B两种机制砂都达到了C40混凝土的强度要求，说明板岩骨料混凝土的强度是没有问题的。

表5　试件的强度MPa

2　碱骨料反应试验

2.1试验方法与原材料

试验方法为快速砂浆棒法。水泥采用P.II.42.5硅酸盐水泥，水泥碱含量为0.55%，化学成分见表6；活性骨料为板岩骨料；非活性骨料为厦门艾思欧标准砂有限公司生产的中国ISO标准砂，标准砂的W（Si O2）＞96%；N aO H为分析纯试剂。水泥含碱量通过外加N aO H分析纯试剂调至0.8%。

表6　水泥的化学成分%

2.2碱活性试验配合比

碱活性试验配合比见表7和表8。

表7　骨料级配mm

续表7

表8　碱活性试验配合比g

2.3试验结果与分析

从表9和图3可以看出，随着活性骨料含量的增加，膨胀率逐渐增大。试件C1的14d膨胀率仅为0.036%，该标准砂符合非活性骨料的要求。试件C2的活性骨料占骨料的30%，其14 d膨胀率高达0.355%，已经很接近试件C6的膨胀率，而C6试件全部为活性板岩。这表明非活性骨料与板岩骨料混合使用的方法对混凝土碱活性膨胀的控制效果不明显。

表9　活性板岩骨料和非活性骨料混合使用时的膨胀率试验结果%

图3　活性板岩骨料和非活性骨料混合使用时的膨胀率

3　抑制措施有效情况下施工配合比强度和电通量评定

3.1试验方法与原材料

混凝土和易性和力学性能分别按照GB/T 50080—2002《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》、GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行试验；混凝土电通量测定按照铁建设[2005]160号进行试验。

水泥采用海螺牌P.O 42.5普通硅酸盐水泥；粉煤灰为I级灰；碱骨料反应抑制剂FLSR-I的主要成分为粉煤灰、硅灰、引气剂和其他化学外加剂。粗骨料：现场采集板岩石料经试验室破碎5～25 mm粒级骨料，满足级配要求，其他性能满足II类粗骨料性能要求，石粉含量0.34%。机制砂：现场采集板岩石料经试验室破碎筛分而成，满足I区级配要求，细度模数3.0，其他性能满足II类细骨料性能要求，石粉（亚甲蓝试验）含量5.0%。河砂：采用普通河砂，级配满足III区要求，细度模数2.0，其他性能满足II类细骨料性能要求。

3.2施工配合比

施工配合比见表10。

3.3试验结果与分析

从表11和表12可以看出，按照100 a寿命高性能混凝土评定，试件的强度满足要求，电通量除喷射混凝土一组外，其他均＜1000C，性能良好。

表11　28、56 d标准养护试件抗压强度MPa

续表11

表12　56d标准养护试件电通量C

4　结论

1）对于板岩骨料，只要骨料级配合理，针片状含量符合要求就可以配制出符合和易性要求的混凝土。

2）混凝土的碱活性膨胀随活性骨料的增多而增大。

3）非活性骨料与板岩骨料混合使用的方法对混凝土碱活性膨胀的控制效果不明显，不建议用该方法控制混凝土的碱活性膨胀。

4）30%粉煤灰或30%FLSR-I做掺合料时，混凝土强度满足要求，电通量满足高性能混凝土在H1、H2环境100a寿命的要求，可用于实际混凝土工程中。

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

□彭显晓、李雅斐/天津市地下铁道集团有限公司。

□TU528

□C

□1008-3197（2015）02-23-03

□2015-01-26

□王晓伟/1983年出生，工程师，天津市地下铁道集团有限公司，从事工程技术管理工作。