□文/王曉偉 彭顯曉 李雅斐

板巖骨料混凝土的配合比研究

□文/王曉偉 彭顯曉 李雅斐

文章通過研究板巖骨料混凝土的和易性、強(qiáng)度和耐久性，探索了板巖骨料混凝土的配制。試驗(yàn)得出對(duì)于板巖骨料，只要骨料級(jí)配合理，針片狀含量符合要求就可以配制出符合和易性要求的混凝土；非活性骨料與板巖骨料混合使用的方法對(duì)混凝土堿活性膨脹的控制效果不明顯，不建議用該方法控制混凝土的堿活性膨脹；30%粉煤灰或30%FLSR-I做摻合料時(shí)，混凝土強(qiáng)度滿足要求，電通量滿足高性能混凝土在H1、H2環(huán)境100年壽命的要求，可用于實(shí)際混凝土工程中。

板巖骨料；強(qiáng)度；和易性；耐久性；配合比

機(jī)制砂的粒型多棱角，針片狀顆粒含量比河砂多。針片狀顆粒含量不利于混凝土的工作性，拌和物粗糙。雖然機(jī)制砂，尤其是板巖骨料機(jī)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、粘聚性以及流動(dòng)性，因?yàn)榉垠w材料補(bǔ)償了砂和石子之間潤(rùn)滑作用的不足。

機(jī)制砂的粒型和級(jí)配對(duì)混凝土拌和物的性能有直接的影響，因此不免對(duì)硬化后混凝土的耐久性產(chǎn)生影響。尤其是石粉，其水化效應(yīng)、減水效應(yīng)和密實(shí)效應(yīng)對(duì)混凝土的耐久性有很大影響。本文通過試驗(yàn)，從和易性和耐久性方面，探索了板巖混凝土的配制。

1　和易性試驗(yàn)

1.1試驗(yàn)用原材料

試驗(yàn)采用A、B兩種不同的板巖機(jī)制砂，兩種細(xì)骨料的特性及試驗(yàn)用粉煤灰見表1-表3。

表1　A、B板巖機(jī)制砂的特性

表2　A、B板巖機(jī)制砂的壓碎值

表3　粉煤灰的化學(xué)成分%

粗骨料采用板巖骨料，粗骨料中粒徑10～20 mm和粒徑5～10 mm的比例為6∶4，保水劑為馬貝廣州公司生產(chǎn)的鈉基膨潤(rùn)土。

1.2和易性試驗(yàn)配合比

和易性試驗(yàn)配合比見表4。

表4　和易性試驗(yàn)配合比(1 m3混凝土)

1.3試驗(yàn)結(jié)果與分析

從圖1可以看出A機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)小于B機(jī)制砂，A機(jī)制砂為中砂，B機(jī)制砂為粗砂。

圖1　機(jī)制砂的級(jí)配曲線

從圖2可以看出，板巖骨料可以拌制出符合和易性要求的低強(qiáng)度混凝土。35%的粉煤灰對(duì)坍落度的影響不大。試驗(yàn)說明只要板巖骨料級(jí)配合理，針片狀含量符合要求就可以配制出符合和易性要求的混凝土。

圖2　混凝土的試拌

從表5可以看出，水灰比為0.45時(shí)，A、B兩種機(jī)制砂都達(dá)到了C30混凝土的強(qiáng)度要求；水灰比為0.4時(shí)，A、B兩種機(jī)制砂都達(dá)到了C40混凝土的強(qiáng)度要求，說明板巖骨料混凝土的強(qiáng)度是沒有問題的。

表5　試件的強(qiáng)度MPa

2　堿骨料反應(yīng)試驗(yàn)

2.1試驗(yàn)方法與原材料

試驗(yàn)方法為快速砂漿棒法。水泥采用P.II.42.5硅酸鹽水泥，水泥堿含量為0.55%，化學(xué)成分見表6；活性骨料為板巖骨料；非活性骨料為廈門艾思?xì)W標(biāo)準(zhǔn)砂有限公司生產(chǎn)的中國(guó)ISO標(biāo)準(zhǔn)砂，標(biāo)準(zhǔn)砂的W（Si O2）＞96%；N aO H為分析純?cè)噭?。水泥含堿量通過外加N aO H分析純?cè)噭┱{(diào)至0.8%。

表6　水泥的化學(xué)成分%

2.2堿活性試驗(yàn)配合比

堿活性試驗(yàn)配合比見表7和表8。

表7　骨料級(jí)配mm

續(xù)表7

表8　堿活性試驗(yàn)配合比g

2.3試驗(yàn)結(jié)果與分析

從表9和圖3可以看出，隨著活性骨料含量的增加，膨脹率逐漸增大。試件C1的14d膨脹率僅為0.036%，該標(biāo)準(zhǔn)砂符合非活性骨料的要求。試件C2的活性骨料占骨料的30%，其14 d膨脹率高達(dá)0.355%，已經(jīng)很接近試件C6的膨脹率，而C6試件全部為活性板巖。這表明非活性骨料與板巖骨料混合使用的方法對(duì)混凝土堿活性膨脹的控制效果不明顯。

表9　活性板巖骨料和非活性骨料混合使用時(shí)的膨脹率試驗(yàn)結(jié)果%

圖3　活性板巖骨料和非活性骨料混合使用時(shí)的膨脹率

3　抑制措施有效情況下施工配合比強(qiáng)度和電通量評(píng)定

3.1試驗(yàn)方法與原材料

混凝土和易性和力學(xué)性能分別按照GB/T 50080—2002《普通混凝土拌和物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行試驗(yàn)；混凝土電通量測(cè)定按照鐵建設(shè)[2005]160號(hào)進(jìn)行試驗(yàn)。

水泥采用海螺牌P.O 42.5普通硅酸鹽水泥；粉煤灰為I級(jí)灰；堿骨料反應(yīng)抑制劑FLSR-I的主要成分為粉煤灰、硅灰、引氣劑和其他化學(xué)外加劑。粗骨料：現(xiàn)場(chǎng)采集板巖石料經(jīng)試驗(yàn)室破碎5～25 mm粒級(jí)骨料，滿足級(jí)配要求，其他性能滿足II類粗骨料性能要求，石粉含量0.34%。機(jī)制砂：現(xiàn)場(chǎng)采集板巖石料經(jīng)試驗(yàn)室破碎篩分而成，滿足I區(qū)級(jí)配要求，細(xì)度模數(shù)3.0，其他性能滿足II類細(xì)骨料性能要求，石粉（亞甲藍(lán)試驗(yàn)）含量5.0%。河砂：采用普通河砂，級(jí)配滿足III區(qū)要求，細(xì)度模數(shù)2.0，其他性能滿足II類細(xì)骨料性能要求。

3.2施工配合比

施工配合比見表10。

3.3試驗(yàn)結(jié)果與分析

從表11和表12可以看出，按照100 a壽命高性能混凝土評(píng)定，試件的強(qiáng)度滿足要求，電通量除噴射混凝土一組外，其他均＜1000C，性能良好。

表11　28、56 d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度MPa

續(xù)表11

表12　56d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件電通量C

4　結(jié)論

1）對(duì)于板巖骨料，只要骨料級(jí)配合理，針片狀含量符合要求就可以配制出符合和易性要求的混凝土。

2）混凝土的堿活性膨脹隨活性骨料的增多而增大。

3）非活性骨料與板巖骨料混合使用的方法對(duì)混凝土堿活性膨脹的控制效果不明顯，不建議用該方法控制混凝土的堿活性膨脹。

4）30%粉煤灰或30%FLSR-I做摻合料時(shí)，混凝土強(qiáng)度滿足要求，電通量滿足高性能混凝土在H1、H2環(huán)境100a壽命的要求，可用于實(shí)際混凝土工程中。

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

□彭顯曉、李雅斐/天津市地下鐵道集團(tuán)有限公司。

□TU528

□C

□1008-3197（2015）02-23-03

□2015-01-26

□王曉偉/1983年出生，工程師，天津市地下鐵道集團(tuán)有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。