掺特细砂混凝土性能研究

2018-05-31陈庭王松亮

商品混凝土 2018年5期

陈庭，王松亮

（徐州中联混凝土有限公司，江苏徐州 221100）

0 前言

随着混凝土行业的持续发展，作为混凝土主要材料之一的天然中砂资源日益枯竭；而国家“节约资源，保护环境”政策的进一步实施，也导致相关行政主管部门的禁采力度不断加大，天然中砂的供应已不能满足现有的市场需求。对此，各混凝土企业均在寻找能替代天然中砂的材料[1,2]。

我国西部地区及长江、黄河河流故道和流域下游蕴含着大量特细砂资源。这些特细砂储量丰富，且市场价格低廉，有利于混凝土企业控制生产成本，可以与机制砂复合作为天然中砂的替代材料。特细砂基本由粒径在0.315mm 以下的颗粒组成，比表面积大，对混凝土性能影响明显，使用时应注意与其他材料的合理搭配[2,3]。

1 原材料

（1）水泥：淮海中联 P·O42.5 水泥，标准稠度需水量比 28.0%，28d 抗压强度 53.8MPa。

（2）粉煤灰：国华Ⅰ级灰，45µm 方孔筛筛余6.0%， 28d 活性指数 77%。

（3）矿粉：徐钢 S95 级矿粉，流动度比 96%，28d活性指数 107%。

（4）碎石：公称粒径 5～31.5mm 碎石，针片状颗粒含量 1.5%，含泥量 0.6%。

（5）外加剂：江苏苏博特 PCA-1 聚羧酸减水剂，减水率 19.3%。

（6）水：市政自来水。

（7）砂 1：特细砂，含泥量 2.5%，细度模数 0.8。

（8）砂 2：机制砂，细度模数 3.6，含粉量 5.4%。

（9）砂 3：天然河砂，细度模数 2.7，含泥量1.2%。

2 试验方法

选用特细砂与机制砂复合，调整掺配比例，配制混凝土并测试其性能。测试方法参照 GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和 GB/T 50081—2016《普通混凝土力学性能试验方法标准》的相关规定执行。试验选用普通 C30 配合比为基准配合比，见表1。

表1 试验用普通 C30 配合比 kg/m3

每个试验用配合比各浇筑一个 1m×1m×2m 的立方体构件，到龄期后分别用回弹法及钻芯法检测构件强度。检测按照 JGJ/T 23—2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规范》及 CECS 03—2011《钻芯法检测混凝土强度技术规程》的相关规定执行。

3 试验结果及分析

3.1 混凝土的工作性能与力学性能

以细骨料全部为天然中砂作为基准，用特细砂和机制砂复合完全取代天然中砂，调整两者掺配比例，检测混凝土工作性能和力学性能，试验结果见表2 和图1、2。

检测结果表明：试验混凝土的工作性能与力学性能随着特细砂掺量的增加而上升；当特细砂掺量达到 30%时，试验混凝土的性能最佳，与基准混凝土相当；之后混凝土性能随特细砂掺量的增加而下降。机制砂细度模数大、细颗粒含量低，当特细砂掺量较低时，两种砂复合形成的混合砂颗粒级配差，空隙率高，配制的混凝土流动性与保水性差，拌合物泌浆现象严重；随着特细砂掺量增加，混合砂的颗粒级配得到改善，混凝土性能提高；当特细砂掺量过高时，混合砂的颗粒级配变差、空隙率增大、填充水增多，同时砂中细颗粒含量过高，比表面积增大，砂吸附的水量增多，造成混凝土的性能变差[2-4]。

表2 特细砂与机制砂复合时混凝土性能

图1 复合砂对混凝土坍落度的影响

图2 复合砂对混凝土抗压强度的影响

3.2 回弹法与钻芯法检测实体构件强度结果

每个试验配合比浇筑成型的实体构件，塑料薄膜覆盖养护 28d 后分别用回弹法与钻芯法检测构件强度，并与现场同条件养护抗压试块检测结果相对比。检测结果如表3 所示。

表3 实体构件与同条件养护抗压试块检测结果

从表3 可以看出，钻芯法与同条件试块检测结果基本一致；工作性能良好的混凝土浇筑的构件，回弹法检测结果与另两种方法接近，而工作性能差的混凝土浇筑的构件，回弹法检测结果明显偏低。采用钻芯法检测混凝土强度时，排除操作手法及芯样加工等因素的影响，检测结果能直观反应混凝土强度的实际情况；回弹法的检测结果受混凝土构件表面状态影响较大，当特细砂掺量过低或过高时混合砂颗粒级配较差，混凝土构件表面易出现麻面、孔洞、起砂等缺陷，影响回弹法检测结果。