C50機制砂混凝土的配合比設計優選

宋　超　王　龍

(中交二航局六分公司，湖北武漢　430070)

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C50機制砂混凝土的配合比設計優選

宋超王龍

(中交二航局六分公司，湖北武漢430070)

摘要:介紹了C50機制砂混凝土的原材料與試驗方法，闡述了C50機制砂混凝土的配合比設計，并通過試驗，總結了機制砂MB值、水膠比和砂率對C50混凝土的工作性能和強度的影響，以期得到更為廣泛的應用。

關鍵詞:機制砂，混凝土，配合比設計，砂率

1　工程背景

新疆位于我國西北地區，深處亞歐大陸腹地，河砂資源稀缺，但戈壁灘廣闊卵石砂礫資源豐富，可以生產大量機制砂填補河砂資源的空白，目前機制砂混凝土已在新疆地區得到廣泛應用。但由于與河砂相比，機制砂顆粒棱角多、表面粗糙，石粉含量偏高導致混凝土的工作性要比河砂混凝土差［1，2］，機制砂混凝土的技術水平仍舊較為落后，其應用主要集中于中低強度的混凝土及混凝土構件，C50及以上的混凝土應用較少，工程中重要部位仍舊采用遠距離高價運輸的方式，導致混凝土生產成本顯著提高。烏魯木齊繞城高速公路東線(二標)試驗研究機制砂MB值、w/b和砂率三個因素對C50機制砂混凝土的工作性和強度的影響，配制出C50現澆箱梁混凝土。

2　原材料與試驗方法

2．1原材料

1)水泥:天山水泥廠生產的普通42．5級硅酸鹽水泥。2)粉煤灰:湘潭建鴻建材有限公司生產的Ⅱ級粉煤灰。3)礦粉:寶新盛源建材有限公司的S75級礦粉。4)細集料:烏拉泊豐達砂場生產，細度模數為3．3的機制砂。5)粗集料:烏拉泊豐達砂場生產，5 mm～10 mm∶10 mm～20 mm=20%∶80%。6)減水劑:武港院的聚羧酸系高效減水劑，減水率為24%。

2．2試驗方法

1)砂漿稠度測試參照JGJ/T 70—2009建筑砂漿基本性能試驗方法標準進行測試。

2)新拌混凝土參照GB/T 50080—2002普通混凝土拌和物性能試驗方法標準進行測試。

3)混凝土強度按GB/T 50081—2002普通混凝土力學性能試驗方法標準進行測試。

2．3配制要求混凝土設計強度等級為C50;混凝土工作性好，坍落度為160 mm～200 mm。

3　C50機制砂混凝土配合比設計

3．1機制砂MB的控制

從表1可以看出，隨著MB值增大，砂漿的下沉深度先增加隨后降低;并且水膠比對砂漿稠度有顯著影響;低水膠比條件(w/b=0．5)下，MB值對砂漿稠度的影響作用比高水膠比(w/b= 0．5)更為明顯。機制砂本身存在級配不良和石粉含量偏高兩個顯著特點。石粉含量過高(MB值越高則對水具有很高的吸附作用，導致砂漿稠度很大，試錐下降深度偏小;隨著MB值降低，石粉的潤滑作用顯著，提高砂漿工作性，在MB值為1．059時砂漿的工作性最為良好;MB值繼續減小，漿體含量顯著降低，砂漿工作性降低，試錐下沉深度減小。高水膠比時砂漿本身稠度較低，下沉深度大;低水膠比時砂漿本身稠度較高，下沉深度小，MB值對砂漿稠度影響作用顯著。由表1可以得出，機制砂的MB值宜控制在1．059附近。

表1　不同MB值機制砂的砂漿稠度

3．2水膠比選擇

參照JGJ 55—2000普通混凝土配合比設計規程中進行機制砂混凝土單位用水量初選確定，再通過試驗進行調整。機制砂和河砂在顆粒級配、顆粒形貌(粗糙度和粒形)等方面有明顯區別，同時考慮到機制砂石粉含量偏高，在不摻外加劑條件下，配制出相同坍落度的混凝土，機制砂混凝土的需水量要高于河砂混凝土。

表2　不同水膠比C50混凝土坍落度和強度

從表2可以看出，單位用水量相同，隨水灰比增加，混凝土的坍落度無明顯變化;強度則呈遞增趨勢，與w/b有較好的線性相關性。根據試驗結果w/b宜采用0．31。

3．3砂率選擇

表3　不同砂率C50混凝土坍落度和強度

表3為不同砂率的C50機制砂混凝土強度。由表3可知，C50混凝土的坍落度和強度與砂率之間并不存在簡單的線性關系，存在最優砂率0．43;當砂率小于或大于0．42時混凝土的工作性和強度均有不同程度的降低。砂率較低時，砂漿體積小、集料包裹性差導致混凝土的和易性變差，漿體密實性不良導致混凝土強度下降;砂率過高，集料表面的水泥漿體相對減少使得細集料內部自摩擦作用增強，混凝土稠度過大降低混凝土坍落度，骨料之間的粘結力降低，混凝土強度下降［3］。

4　結語

通過上述試驗研究可以得出:

1)砂漿的稠度與MB值之間不存在簡單線性關系，機制砂有最優MB值1．059，低于或超過該值砂漿稠度均增大。低于w/b時，MB值對稠度的影響更加顯著。

2)砂率對工作性和強度的影響存在最優值0．43，砂率過低混凝土和易性變差，密實度不夠強度降低;砂率過高混凝土稠度增大，強度降低。

3)C50現澆箱梁混凝土的機制砂MB宜為0．659，w/b為0．31，砂率為0．43，7 d和28 d強度分別為52．1 MPa和66．9 MPa。

參考文獻:

［1］P．Quiroga，D．Fowler．The effects of aggregates characteristics on the performance of portland cement concrete，International Center for Aggregates Research，2004，104-1F:358．

［2］S．Jamkar，C．Rao．Index of aggregate particle shape and texture of coarse aggregate as a parameter for concrete mix proportioning［J］．Cement and Concrete Research，2004，34(11):2021-2027．

［3］劉秀美．機制砂作混凝土細骨料的研究［D］．濟南:濟南大學，2010:32-33．

·水·暖·電·

The mix proportion optimum of C50 manufactured sand concrete

Song ChaoWang Long
(CCCC Second Harbor Engineering Co．，Ltd，the 6th Branch Company，Wuhan 430070，China)

Abstract:The thesis introduces raw materials and testing methods of C50 machine-made sand concrete，illustrates the mix proportion design of C50 machine-made sand．Through experiments，it summarizes the impact of machine-made sand MB value，water-binder ratio and sand ratio upon C50 concrete working performance and strength，with a view to achieve wider application．

Key words:machine-made sand，concrete，mixing proportion design，sand rate

作者簡介:宋超(1982-)，男，工程師

收稿日期:2015-10-25

文章編號:1009-6825(2016)01-0130-02

中圖分類號:TU528．041

文獻標識碼:A