C50机制砂混凝土的配合比设计优选

宋　超　王　龙

(中交二航局六分公司，湖北武汉　430070)



C50机制砂混凝土的配合比设计优选

宋超王龙

(中交二航局六分公司，湖北武汉430070)

摘要:介绍了C50机制砂混凝土的原材料与试验方法，阐述了C50机制砂混凝土的配合比设计，并通过试验，总结了机制砂MB值、水胶比和砂率对C50混凝土的工作性能和强度的影响，以期得到更为广泛的应用。

关键词:机制砂，混凝土，配合比设计，砂率

1　工程背景

新疆位于我国西北地区，深处亚欧大陆腹地，河砂资源稀缺，但戈壁滩广阔卵石砂砾资源丰富，可以生产大量机制砂填补河砂资源的空白，目前机制砂混凝土已在新疆地区得到广泛应用。但由于与河砂相比，机制砂颗粒棱角多、表面粗糙，石粉含量偏高导致混凝土的工作性要比河砂混凝土差［1，2］，机制砂混凝土的技术水平仍旧较为落后，其应用主要集中于中低强度的混凝土及混凝土构件，C50及以上的混凝土应用较少，工程中重要部位仍旧采用远距离高价运输的方式，导致混凝土生产成本显著提高。乌鲁木齐绕城高速公路东线(二标)试验研究机制砂MB值、w/b和砂率三个因素对C50机制砂混凝土的工作性和强度的影响，配制出C50现浇箱梁混凝土。

2　原材料与试验方法

2．1原材料

1)水泥:天山水泥厂生产的普通42．5级硅酸盐水泥。2)粉煤灰:湘潭建鸿建材有限公司生产的Ⅱ级粉煤灰。3)矿粉:宝新盛源建材有限公司的S75级矿粉。4)细集料:乌拉泊丰达砂场生产，细度模数为3．3的机制砂。5)粗集料:乌拉泊丰达砂场生产，5 mm～10 mm∶10 mm～20 mm=20%∶80%。6)减水剂:武港院的聚羧酸系高效减水剂，减水率为24%。

2．2试验方法

1)砂浆稠度测试参照JGJ/T 70—2009建筑砂浆基本性能试验方法标准进行测试。

2)新拌混凝土参照GB/T 50080—2002普通混凝土拌和物性能试验方法标准进行测试。

3)混凝土强度按GB/T 50081—2002普通混凝土力学性能试验方法标准进行测试。

2．3配制要求混凝土设计强度等级为C50;混凝土工作性好，坍落度为160 mm～200 mm。

3　C50机制砂混凝土配合比设计

3．1机制砂MB的控制

从表1可以看出，随着MB值增大，砂浆的下沉深度先增加随后降低;并且水胶比对砂浆稠度有显著影响;低水胶比条件(w/b=0．5)下，MB值对砂浆稠度的影响作用比高水胶比(w/b= 0．5)更为明显。机制砂本身存在级配不良和石粉含量偏高两个显著特点。石粉含量过高(MB值越高则对水具有很高的吸附作用，导致砂浆稠度很大，试锥下降深度偏小;随着MB值降低，石粉的润滑作用显著，提高砂浆工作性，在MB值为1．059时砂浆的工作性最为良好;MB值继续减小，浆体含量显著降低，砂浆工作性降低，试锥下沉深度减小。高水胶比时砂浆本身稠度较低，下沉深度大;低水胶比时砂浆本身稠度较高，下沉深度小，MB值对砂浆稠度影响作用显著。由表1可以得出，机制砂的MB值宜控制在1．059附近。

表1　不同MB值机制砂的砂浆稠度

3．2水胶比选择

参照JGJ 55—2000普通混凝土配合比设计规程中进行机制砂混凝土单位用水量初选确定，再通过试验进行调整。机制砂和河砂在颗粒级配、颗粒形貌(粗糙度和粒形)等方面有明显区别，同时考虑到机制砂石粉含量偏高，在不掺外加剂条件下，配制出相同坍落度的混凝土，机制砂混凝土的需水量要高于河砂混凝土。

表2　不同水胶比C50混凝土坍落度和强度

从表2可以看出，单位用水量相同，随水灰比增加，混凝土的坍落度无明显变化;强度则呈递增趋势，与w/b有较好的线性相关性。根据试验结果w/b宜采用0．31。

3．3砂率选择

表3　不同砂率C50混凝土坍落度和强度

表3为不同砂率的C50机制砂混凝土强度。由表3可知，C50混凝土的坍落度和强度与砂率之间并不存在简单的线性关系，存在最优砂率0．43;当砂率小于或大于0．42时混凝土的工作性和强度均有不同程度的降低。砂率较低时，砂浆体积小、集料包裹性差导致混凝土的和易性变差，浆体密实性不良导致混凝土强度下降;砂率过高，集料表面的水泥浆体相对减少使得细集料内部自摩擦作用增强，混凝土稠度过大降低混凝土坍落度，骨料之间的粘结力降低，混凝土强度下降［3］。

4　结语

通过上述试验研究可以得出:

1)砂浆的稠度与MB值之间不存在简单线性关系，机制砂有最优MB值1．059，低于或超过该值砂浆稠度均增大。低于w/b时，MB值对稠度的影响更加显著。

2)砂率对工作性和强度的影响存在最优值0．43，砂率过低混凝土和易性变差，密实度不够强度降低;砂率过高混凝土稠度增大，强度降低。

3)C50现浇箱梁混凝土的机制砂MB宜为0．659，w/b为0．31，砂率为0．43，7 d和28 d强度分别为52．1 MPa和66．9 MPa。

参考文献:

［1］P．Quiroga，D．Fowler．The effects of aggregates characteristics on the performance of portland cement concrete，International Center for Aggregates Research，2004，104-1F:358．

［2］S．Jamkar，C．Rao．Index of aggregate particle shape and texture of coarse aggregate as a parameter for concrete mix proportioning［J］．Cement and Concrete Research，2004，34(11):2021-2027．

［3］刘秀美．机制砂作混凝土细骨料的研究［D］．济南:济南大学，2010:32-33．

·水·暖·电·

The mix proportion optimum of C50 manufactured sand concrete

Song ChaoWang Long
(CCCC Second Harbor Engineering Co．，Ltd，the 6th Branch Company，Wuhan 430070，China)

Abstract:The thesis introduces raw materials and testing methods of C50 machine-made sand concrete，illustrates the mix proportion design of C50 machine-made sand．Through experiments，it summarizes the impact of machine-made sand MB value，water-binder ratio and sand ratio upon C50 concrete working performance and strength，with a view to achieve wider application．

Key words:machine-made sand，concrete，mixing proportion design，sand rate

作者简介:宋超(1982-)，男，工程师

收稿日期:2015-10-25

文章编号:1009-6825(2016)01-0130-02

中图分类号:TU528．041

文献标识码:A