張靜 郭振

（重慶建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心有限公司，重慶 401336）

0 引言

混凝土作為目前工程施工最常用的材料，要想使其具有優(yōu)秀效能、作用和低的成本，就要從優(yōu)化配合比方面入手；要想確保工程施工工作能夠順利開展，保障施工質(zhì)量與進(jìn)程，降低建設(shè)成本，確保工程項(xiàng)目后續(xù)能夠正常投入使用，就要對(duì)配合比如何影響混凝土的性能進(jìn)行充分的試驗(yàn)研究，為工程建設(shè)提供科學(xué)的依據(jù)。本文從混凝土材料的角度，探討不同石灰石粉摻量對(duì)清水混凝土性能的影響，為解決清水混凝土開裂等問題提供參考。

1 試驗(yàn)原材料與配合比

1.1 試驗(yàn)原材料

本次試驗(yàn)選用南京P·O42.5水泥，表1為水泥的物理性能；石灰石粉的化學(xué)成分見表2；河砂為中粗砂；粗骨料選用天然卵石，粒徑以0～20mm和20～40mm為主，密度是2650kg/m3；減水劑選取GK-4R固狀緩凝高效減水劑和GK-9R固狀引氣劑[1]。

表1 水泥的物理性能

表2 石灰石粉的化學(xué)成分

1.2 試驗(yàn)配合比

為配制出含量更加合理的清水混凝土，選取石灰石粉部分取代水泥，以內(nèi)摻法按照表3配備成型混凝土試件，編號(hào)分別為R0、R1、R2、R3及R4，全面研究石灰石粉不同摻量對(duì)清水混凝土力學(xué)性能、抗?jié)B性能和抗凍融性能的影響[2]。

表3 清水混凝土配合比

2 不同摻量石灰石粉對(duì)清水混凝土性能的影響

2.1 對(duì)力學(xué)性能的影響

試驗(yàn)測(cè)試以最新的《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》來檢測(cè)清水混凝土的極限拉伸值、抗壓強(qiáng)度與靜力抗壓彈性模量。基于表3設(shè)計(jì)的5個(gè)試驗(yàn)試件，對(duì)比分析不同摻量下石灰石粉對(duì)清水混凝土力學(xué)性能的影響，圖1是對(duì)不同齡期抗壓強(qiáng)度的影響，表4為極限拉伸值與抗壓彈性模量影響情況[3]。

圖1 不同摻量石灰石粉對(duì)清水混凝土不同齡期抗壓強(qiáng)度的影響

表4 不同摻量石灰石粉清水混凝土靜力抗壓彈性模量和極限拉伸值

從圖1曲線對(duì)比來看，在7d強(qiáng)度對(duì)比下，R1與R2試件的強(qiáng)度高于R0，R3試件強(qiáng)度與R0相近。28d強(qiáng)度對(duì)比中，除R4強(qiáng)度低于R0外，其余不同摻量石灰石粉清水混凝土的強(qiáng)度均有提高，但無明顯差異。在90d的強(qiáng)度對(duì)比中，R1、R2略高于R0，R3、R4均低于R0。其中，R3的前后期強(qiáng)度與基準(zhǔn)配比強(qiáng)度接近，R4前期強(qiáng)度與后期強(qiáng)度都低于基準(zhǔn)配比強(qiáng)度，由此能夠看出石灰石粉摻量若低于20%，對(duì)清水混凝土的力學(xué)性能影響顯著，在早期會(huì)提高抗壓強(qiáng)度，后期無不利影響；當(dāng)石灰石粉的摻量＞20%，隨著摻量的提高，清水混凝土不同齡期的強(qiáng)度就會(huì)下降[4]。從表4數(shù)據(jù)分析可看出，石灰石粉摻量的提升，會(huì)使極限拉伸值的變化趨勢(shì)為先升高，后下降，而清水混凝土靜力抗壓彈性模量則與極限拉伸值形成鮮明的反差對(duì)比，其變化趨勢(shì)為先下降后升高，從而確定石灰石粉摻量能夠防止清水混凝土在實(shí)際施工中產(chǎn)生裂縫[5]。

總的來說，石灰石粉這種摻合料與傳統(tǒng)摻合料相比，優(yōu)勢(shì)在于其具有更小的細(xì)度。這種材料的細(xì)粉分散在水泥顆粒中，具備分散劑的效能，能夠?qū)η逅炷良?jí)配進(jìn)行微調(diào)，增強(qiáng)清水混凝土結(jié)構(gòu)的緊密性，使其內(nèi)部更加密實(shí)。適量摻加石灰石粉能提高清水混凝土漿砂比，能提高清水混凝土極限拉伸值，能提高靜力抗壓彈性模量[6]。

2.2 對(duì)抗?jié)B性能的影響

在石灰石粉對(duì)清水混凝土抗?jié)B性能影響的檢測(cè)中，同樣參考《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》，選用逐級(jí)加壓法檢測(cè)石灰石粉清水混凝土的抗?jié)B性能?？?jié)B等級(jí)以P=10H-1進(jìn)行計(jì)算，對(duì)R0～R4等試件的90d齡期進(jìn)行抗?jié)B實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)R0抗?jié)B等級(jí)＞P10；R1、R2、R3與R4＞P12。清水混凝土抗水能力的高低主要由密實(shí)度決定，通過摻入石灰石粉，能夠結(jié)合石灰石粉自身顆粒分配特點(diǎn)來增強(qiáng)清水混凝土的抗?jié)B性能，通過發(fā)揮石灰石粉對(duì)清水混凝土結(jié)構(gòu)微填充的作用，可有效隔斷清水混凝土內(nèi)部毛細(xì)通道，通過增強(qiáng)清水混凝土密實(shí)度來改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終帶動(dòng)清水混凝土抗水能力的提高，使其具備良好的抗?jié)B性能。

2.3 對(duì)抗凍融性能的影響

在清水混凝土抗凍融性能的測(cè)試中，與前兩種性能測(cè)試選取相同的試驗(yàn)規(guī)程，以同樣的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和要求來分析不同石灰石粉摻量的清水混凝土90d齡期100次快速凍融檢測(cè)結(jié)果，具體可見表5。

表5 清水混凝土100次凍融檢測(cè)結(jié)果

從表5清水混凝土100次凍融檢測(cè)結(jié)果來看，在石灰石粉摻量不斷增加的情況下，清水混凝土的質(zhì)量損失率增加，相對(duì)動(dòng)彈性模量呈現(xiàn)出逐步下降的發(fā)展趨勢(shì)。清水混凝土抗凍融性能的好壞與清水混凝土原材料、清水混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)及清水混凝土密實(shí)程度等因素有關(guān)。石灰石粉中的細(xì)粉顆粒能夠起到對(duì)清水混凝土配級(jí)微調(diào)的作用，增強(qiáng)其密實(shí)度。在清水混凝土中摻入適量石灰石粉，并合理調(diào)整引氣劑的摻量，可保證清水混凝土具備一定的抗凍融循環(huán)能力。

總的來說，石灰石粉的最優(yōu)配比，需確保石灰石粉碳酸鈣含量、細(xì)度、活性指數(shù)、流動(dòng)度比、含水量和MB值應(yīng)符合規(guī)定，即：碳酸鈣含量≥75%；細(xì)度(45μm 方孔篩)≤15%；活性指數(shù)≥60%；流動(dòng)度比≥100%；含水量在65%以上。只有在GB6566的規(guī)定下，實(shí)現(xiàn)石灰石粉清水混凝土的最優(yōu)配比。

3 結(jié)束語

本文用P·O42.5水泥配制清水混凝土，從力學(xué)性能、抗?jié)B性能、抗凍融性能等方面探討不同摻量的石灰石粉對(duì)清水混凝土性能的影響。結(jié)果如下：

（1）適量摻加石灰石粉能提高清水混凝土漿砂比，能提高清水混凝土極限拉伸值，能提高靜力抗壓彈性模量。

（2）通過發(fā)揮石灰石粉對(duì)清水混凝土結(jié)構(gòu)微填充的作用，可有效隔斷清水混凝土內(nèi)部毛細(xì)通道，通過增強(qiáng)清水混凝土密實(shí)度來改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)，最終帶動(dòng)清水混凝土抗水能力的提高，使其具備良好的抗?jié)B性能。

（3）石灰石粉中的細(xì)粉顆粒能夠起到對(duì)清水混凝土配級(jí)微調(diào)的作用，增強(qiáng)其密實(shí)度。在清水混凝土中摻入適量石灰石粉，并合理調(diào)整引氣劑的摻量，可保證清水混凝土具備一定的抗凍融循環(huán)能力。