板巖骨料混凝土的配合比研究

□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、強度和耐久性，探索了板巖骨料混凝土的配制。試驗得出對于板巖骨料，只要骨料級配合理，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，混凝土強度滿足要求，電通量滿足高性能混凝土在H1、H2環境100年壽命的要求，可用于實際混凝土工程中。

板巖骨料；強度；和易性；耐久性；配合比

機制砂的粒型多棱角，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。雖然機制砂，尤其是板巖骨料機制砂，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、粘聚性以及流動性，因為粉體材料補償了砂和石子之間潤滑作用的不足。

機制砂的粒型和級配對混凝土拌和物的性能有直接的影響，因此不免對硬化后混凝土的耐久性產生影響。尤其是石粉，其水化效應、減水效應和密實效應對混凝土的耐久性有很大影響。本文通過試驗，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

1.1試驗用原材料

試驗采用A、B兩種不同的板巖機制砂，兩種細骨料的特性及試驗用粉煤灰見表1-表3。

表1　A、B板巖機制砂的特性

表2　A、B板巖機制砂的壓碎值

表3　粉煤灰的化學成分%

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的鈉基膨潤土。

1.2和易性試驗配合比

和易性試驗配合比見表4。

表4　和易性試驗配合比(1 m3混凝土)

1.3試驗結果與分析

從圖1可以看出A機制砂的細度模數小于B機制砂，A機制砂為中砂，B機制砂為粗砂。

圖1　機制砂的級配曲線

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度混凝土。35%的粉煤灰對坍落度的影響不大。試驗說明只要板巖骨料級配合理，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，A、B兩種機制砂都達到了C30混凝土的強度要求；水灰比為0.4時，A、B兩種機制砂都達到了C40混凝土的強度要求，說明板巖骨料混凝土的強度是沒有問題的。

表5　試件的強度MPa

2　堿骨料反應試驗

2.1試驗方法與原材料

試驗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%，化學成分見表6；活性骨料為板巖骨料；非活性骨料為廈門艾思歐標準砂有限公司生產的中國ISO標準砂，標準砂的W（Si O2）＞96%；N aO H為分析純試劑。水泥含堿量通過外加N aO H分析純試劑調至0.8%。

表6　水泥的化學成分%

2.2堿活性試驗配合比

堿活性試驗配合比見表7和表8。

表7　骨料級配mm

續表7

表8　堿活性試驗配合比g

2.3試驗結果與分析

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%，該標準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0.355%，已經很接近試件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的膨脹率試驗結果%

圖3　活性板巖骨料和非活性骨料混合使用時的膨脹率

3　抑制措施有效情況下施工配合比強度和電通量評定

3.1試驗方法與原材料

混凝土和易性和力學性能分別按照GB/T 50080—2002《普通混凝土拌和物性能試驗方法標準》、GB/T 50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行試驗；混凝土電通量測定按照鐵建設[2005]160號進行試驗。

水泥采用海螺牌P.O 42.5普通硅酸鹽水泥；粉煤灰為I級灰；堿骨料反應抑制劑FLSR-I的主要成分為粉煤灰、硅灰、引氣劑和其他化學外加劑。粗骨料：現場采集板巖石料經試驗室破碎5～25 mm粒級骨料，滿足級配要求，其他性能滿足II類粗骨料性能要求，石粉含量0.34%。機制砂：現場采集板巖石料經試驗室破碎篩分而成，滿足I區級配要求，細度模數3.0，其他性能滿足II類細骨料性能要求，石粉（亞甲藍試驗）含量5.0%。河砂：采用普通河砂，級配滿足III區要求，細度模數2.0，其他性能滿足II類細骨料性能要求。

3.2施工配合比

施工配合比見表10。

3.3試驗結果與分析

從表11和表12可以看出，按照100 a壽命高性能混凝土評定，試件的強度滿足要求，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標準養護試件抗壓強度MPa

續表11

表12　56d標準養護試件電通量C

4　結論

1）對于板巖骨料，只要骨料級配合理，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，混凝土強度滿足要求，電通量滿足高性能混凝土在H1、H2環境100a壽命的要求，可用于實際混凝土工程中。

□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有限公司，從事工程技術管理工作。