特細砂配制低強度混凝土的試驗研究

張 翠，何錦云，呂如春

(河北工程大學 土木工程學院，河北 邯鄲 056038)

從20世紀60年代開始，特細砂混凝土在土木建筑工程中就被廣泛應用，長期以來特細砂混凝土的研究與應用一直受到很大關注。吐爾洪·吐爾地等[1]對不同強度等級的特細砂混凝土的抗凍性能、抗滲性能進行了研究；何錦云等[2]針對C40特細砂混凝土的和易性和抗壓強度進行了試驗研究；黃守兵[3]探討了特細砂混凝土的最優設計方法。本試驗利用邯鄲地區豐富的特細砂資源，以砂率為主要因素，通過試驗研究不同水膠比，不同砂率，特細砂混凝土的性能，為以后邯鄲地區特細砂混凝土的應用提供參考依據。

1試驗原材料

水泥：選用太行山牌42.5R普通硅酸鹽水泥，其各項性能指標及化學成分見表1。

細骨料：選用邯鄲本地的特細砂，其物理性能見表2。

粗骨料：選用邯鄲本地的碎石，其物理性能見表3。

外加劑：木鈣減水劑，摻量0.25%，減水率10%。

水：自來水。

表1 普通硅酸鹽水泥的性能指標

表2 細骨料的性能指標

表3 粗骨料的性能指標

2 試驗方法與結果

本試驗采用對比試驗的方法，依據JGJ55-2011《普通混凝土配合比設計規程》配制水膠比為0.8、0.7、0.6、0.5，砂率為25%、30%、35%，外加劑摻量為0.25%的特細砂混凝土。試驗研究在不同水膠比的情況下，特細砂砂率對混凝土和易性與抗壓強度的影響。在配制混凝土時，采用機制攪拌，并進行二次投料，攪拌時間要比普通混凝土延長1～2 min，使特細砂混凝土攪拌均勻[4]。特細砂混凝土配合比及混凝土坍落度與抗壓強度的試驗結果見表4。

3 試驗結果分析

3.1 混凝土坍落度的分析

圖1為砂率與混凝土坍落度之間的關系圖。由圖可見水膠比不變時，砂率與坍落度之間存在一個線性關系。隨著水膠比的增大，砂率對混凝土和易性的影響也越顯著。主要是因為隨著水膠比的減小，用水量不變，膠凝材料用量增加，水化過程需水量也隨之增加，而砂率的增大，又使骨料的總表面積及孔隙率增大[5]，降低混凝土的流動性，導致坍落度下降。

3.2 混凝土抗壓強度分析

圖2為砂率與混凝土抗壓強度之間的關系。由圖可見當水膠比為0.7時，7 d、28 d的抗壓強度出現一個峰值。水膠比為0.8、0.5、0.6時，混凝土7 d的抗壓強度在30%左右呈現不規律的變化，但變化量不大，而相應28 d 抗壓強度在30%都出現峰值。砂率較小時，砂漿量不足以完全包裹粗骨料的表面和粗骨料的空隙，導致混凝土密實性差[6]，進而影響其抗壓強度，隨著砂率的增加，密實性相應增加，強度也隨之呈現上升趨勢。而當砂率增加到一定程度后，在骨料表面的水泥漿量相對減少，使骨料之間的膠結力下降，抗壓強度也隨之下降。

4 結論

(1)混凝土的水膠比越小，砂率對混凝土和易性的影響程度越顯著。水膠比為0.5時，砂率30%與35%的坍落度相差達76%。

(2) 特細砂配制混凝土的抗壓強度隨著水膠比的增大而減小，隨著齡期的延長而增大，這與普通混凝土抗壓強度的變化規律相同。

(3) 提高砂率對混凝土工作性能及強度有所改善，可以使混凝土更加密實，但砂率過高也會影響其性能，綜合試驗結果，水膠比為0.5、0.6、0.7、0.8時，其合理砂率在30%左右。

參考文獻：

[1] 吐爾洪·吐爾地，曾 力，劉志棟，等.特細砂混凝土配合比設計及試驗[J].混凝土，2010，249(7): 41-144.

[2] 何錦云, 王陸陸. C40特細砂混凝土和易性和抗壓強度研究[J].河北工程大學學報:自然科學版, 2012, 29(3): 1-4.

[3] 黃守兵.特細砂混凝土配合比優化設計探討[J].四川建筑，2013，33(3)：187-188.

[4] 宓永寧，孫榮華，張玉清，等.特細砂配制混凝土的試驗研究[J].混凝土, 2011, 266(12): 56-61.

[5] 韓建宏，婁宗科.特細砂混凝土的力學性能及抗滲性能研究[J].人民黃河, 2010, 32(5): 125-127.

[6] 周建普.混凝土骨料對承壓試樣裂紋擴展區的影響[J].河北工程大學學報: 自然科學版, 2011, 28(4)： 36-39.