張全貴，楊建寧，周金金，息學(xué)立

（石家莊金隅旭成混凝土有限公司，河北 石家莊 051430）

C80高強(qiáng)高性能混凝土在石家莊地區(qū)的應(yīng)用

張全貴，楊建寧，周金金，息學(xué)立

（石家莊金隅旭成混凝土有限公司，河北 石家莊 051430）

本文主要利用石家莊地區(qū)現(xiàn)有原材料及使用機(jī)制砂與細(xì)砂混合搭配，摻加兩種超細(xì)摻合料以及聚羧酸高性能外加劑，配制出工作性能良好、耐久性能等各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)良的 C80 高強(qiáng)高性能混凝土。

機(jī)制砂；C80 高強(qiáng)高性能；配合比

0 引言

高強(qiáng)高性能混凝土是伴隨著建筑工程日益提高的施工要求和使用要求而產(chǎn)生的。隨著京津冀一體化的發(fā)展，石家莊地區(qū)現(xiàn)代建筑物的高層化、大跨化、輕量化、地下化以及使用環(huán)境的嚴(yán)酷化，對(duì)混凝土的強(qiáng)度和耐久性提出了更高的要求，使得高強(qiáng)高性能混凝土迅速發(fā)展。

目前天然砂資源日漸枯竭，特別是進(jìn)入汛期河道治理以及冬季水洗困難不能生產(chǎn)，天然砂供應(yīng)極為緊張。近兩年來(lái)，機(jī)制砂開(kāi)始在石家莊地區(qū)推廣使用。有研究中指出機(jī)制砂中小于 0.08mm 石粉對(duì)混凝土拌合物性能的影響，認(rèn)為石粉是一種惰性摻合料，顆粒細(xì)小，補(bǔ)充了混凝土中缺少的細(xì)顆粒，增大了固體表面積對(duì)水體積的比例，從而減少了泌水和離析，而且石粉和水泥及水形成的漿體增加了混凝土的漿量，從而改善了混凝土的和易性[1]。用機(jī)制砂配制 C80 及以上的高強(qiáng)高性能混凝土成為新的研究?jī)?nèi)容。本文主要利用石家莊地區(qū)現(xiàn)有原材料及使用機(jī)制砂與細(xì)砂混合搭配，配制出滿(mǎn)足各項(xiàng)性能指標(biāo)的 C80 高強(qiáng)高性能混凝土。

1 原材料

（1）水泥：選用金隅水泥廠家生產(chǎn)的 P·O42.5 水泥，具體性能指標(biāo)見(jiàn)表 1。

表1　水泥主要性能指標(biāo)

（2）礦物摻合料：本試驗(yàn)采用 S95 級(jí)礦粉及兩種超細(xì)摻合料 A、B，其性能指標(biāo)見(jiàn)表 2。

表2　礦物摻合料主要性能指標(biāo)

（3）骨料：石家莊地區(qū)的粗、細(xì)骨料，性能指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3　粗、細(xì)骨料主要性能指標(biāo)

由于石家莊地區(qū)的天然砂細(xì)度模數(shù)較小，不適合配制高強(qiáng)混凝土，機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)可以彌補(bǔ)天然砂的缺陷，但0.315mm 篩的顆粒較少，本試驗(yàn)采用機(jī)制砂與細(xì)砂雙摻的混合砂。一般來(lái)說(shuō)，0.315mm 以下的砂粒量百分比在 15%～30% 之間為宜；0.63mm 以下的砂粒質(zhì)量百分比在 30%～45%之間為宜；1.25mm 以下的砂粒質(zhì)量百分比在 55%～75% 之間為宜[2]?；旌仙暗募?xì)度模數(shù)控制在 2.6～2.8 左右。

細(xì)砂、機(jī)制砂、混合砂的篩分曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。

（4）外加劑：由于機(jī)制砂較粗、表面粗糙、棱角多，導(dǎo)致在配制高強(qiáng)機(jī)制砂混凝土?xí)r不可避免的產(chǎn)生粘性較大、需水量大、泵送性能差的特點(diǎn)。要選擇適當(dāng)?shù)耐饧觿ㄟ^(guò)其優(yōu)良的減水效果，釋放更多的自由水來(lái)增加其和易性，降低粘性[3]。本試驗(yàn)選用金隅水泥科技有限公司生產(chǎn)的聚羧酸外加劑。母液 1 選用德國(guó)巴斯夫廠家生產(chǎn)的減水降粘型母液，母液 2 選用蘇博特廠家生產(chǎn)的保坍母液。該外加劑的減水率達(dá)到 33%，含固量 40%。

圖1　砂的篩分曲線(xiàn)

2 C80 高強(qiáng)高性能混凝土的配制

原材料的選擇是得到高強(qiáng)度混凝土的前提和基礎(chǔ)，而合理確定高強(qiáng)度混凝土的配合比是保證高強(qiáng)度混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)要求的另一重要方面[4]。根據(jù) JGJ/T 281—2012《高強(qiáng)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》中的要求，C80 混凝土水膠宜比為 0.26～0.28，膠材用量宜為 520～580kg/m3，砂率宜為 35%～42%，礦物摻合料宜為 25%～40%；硅灰摻量不宜大于 10%[5]。

根據(jù)石家莊地區(qū)的地材情況，以及大量系列試驗(yàn)中取得的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選定水膠比 0.23，膠材總量為 600kg/m3，砂率為46%。具體配合比見(jiàn)表 4。

表4　C80 配合比 kg/m3

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 工作性能

C80 高強(qiáng)高性能混凝土基本性能指標(biāo)見(jiàn)表 5，出機(jī)狀態(tài)見(jiàn)圖2。

表5　C80 混凝土的基本工作性能指標(biāo)

圖2　C80 混凝土出機(jī)狀態(tài)

由表 5 及圖3 可以看出，C80 混凝土出機(jī)工作狀態(tài)良好，流速較快，且 2h 坍落度及擴(kuò)展度無(wú)損失。滿(mǎn)足泵送的施工要求。

3.2 力學(xué)性能

C80 高強(qiáng)高性能混凝土的 28d 及 60d 的強(qiáng)度見(jiàn)表 6。

表6　C80 混凝土的強(qiáng)度

由表 6 可知，C80 混凝土 28 天強(qiáng)度均值達(dá)到 95.2MPa，60d 增長(zhǎng)至 103.6MPa，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3.3 抗?jié)B性能

抗?jié)B試驗(yàn)采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件，標(biāo)養(yǎng) 28 天后進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)水壓從 0.1MPa 開(kāi)始，每隔 8h 加壓 0.1MPa，逐級(jí)加壓至3.6MPa 時(shí)無(wú)滲透現(xiàn)象，劈檢平均滲透高度為 3mm，說(shuō)明其抗?jié)B等級(jí)大于 P35。

3.4 抗凍性能

抗凍試驗(yàn)采用慢凍法，將邊長(zhǎng)為 100mm 的立方體，標(biāo)養(yǎng)28 天后進(jìn)行凍融試驗(yàn)。試驗(yàn)前 4d 把凍融試件從標(biāo)養(yǎng)室取出，放入 15～20℃ 水中浸泡。凍結(jié)溫度為 -15～-20℃，經(jīng)過(guò) 4h后取出放入溫水融化 4h，為一個(gè)循環(huán)。

表7　C80 混凝土抗凍性能結(jié)果

由表 7 可以看出，C80 混凝土具有良好的抗凍性能。

3.5 收縮性能

按 GB/T 50082—2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行收縮性能試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表 8。

表8　收縮性能結(jié)果

由表 8 可以看出，C80 高強(qiáng)高性能混凝土的干燥收縮小。

4 結(jié)論

（1）石家莊地區(qū)的天然砂細(xì)度模數(shù)較小，機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)合適，但 0.315mm 篩的顆粒較少，本試驗(yàn)采用機(jī)制砂與細(xì)砂雙摻的混合砂，細(xì)度模數(shù)控制在 2.5～2.7，砂率為 46%，可以配制出工作性能滿(mǎn)足要求的C80高強(qiáng)高性能混凝土。

（2）水膠比為 0.23，膠材總量為 600kg/m3，砂率為46%，配制出的 C80 高強(qiáng)高性能混凝土工作性能良好，擴(kuò)展度 650mm 以上，排空時(shí)間 6s，滿(mǎn)足施工泵送要求，力學(xué)性能、抗?jié)B性能、抗凍性能、收縮性能等耐久性能的各項(xiàng)指標(biāo)能到達(dá)設(shè)計(jì)要求。

[1] 吳明威，付兆崗，等．機(jī)制砂中石粉含量對(duì)混凝土性能影響的試驗(yàn)研究[J]．鐵道建筑技術(shù)，2000(4): 46-49．

[2] 季孝敬．高強(qiáng)大流動(dòng)度混凝土的制備及應(yīng)用研究[D]．西南科技大學(xué)，2013．

[3] 楊玉輝，周明凱，等．C80 機(jī)制砂泵送混凝土對(duì)外加劑的選擇研究[J]．商品混凝土，2007(2): 29-31．

[4] 宋偉明，趙春艷，等．C80～C100 機(jī)制砂高性能混凝土配制技術(shù)[J]．施工技術(shù)，2012.(41): 26-29．

[5] JGJ/T281—2012．高強(qiáng)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S]．

［通訊地址］河北省石家莊市欒城竇嫗工業(yè)區(qū) 石家莊金隅旭成混凝土有限公司（051430）

張全貴（1975—），男，高工，主要研究商品混凝土的質(zhì)量管控和各種特殊混凝土及混凝土外加劑。