C80高強高性能混凝土在石家莊地區的應用

張全貴，楊建寧，周金金，息學立

（石家莊金隅旭成混凝土有限公司，河北 石家莊 051430）

C80高強高性能混凝土在石家莊地區的應用

張全貴，楊建寧，周金金，息學立

（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現有原材料及使用機制砂與細砂混合搭配，摻加兩種超細摻合料以及聚羧酸高性能外加劑，配制出工作性能良好、耐久性能等各項指標優良的 C80 高強高性能混凝土。

機制砂；C80 高強高性能；配合比

0 引言

高強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生的。隨著京津冀一體化的發展，石家莊地區現代建筑物的高層化、大跨化、輕量化、地下化以及使用環境的嚴酷化，對混凝土的強度和耐久性提出了更高的要求，使得高強高性能混凝土迅速發展。

目前天然砂資源日漸枯竭，特別是進入汛期河道治理以及冬季水洗困難不能生產，天然砂供應極為緊張。近兩年來，機制砂開始在石家莊地區推廣使用。有研究中指出機制砂中小于 0.08mm 石粉對混凝土拌合物性能的影響，認為石粉是一種惰性摻合料，顆粒細小，補充了混凝土中缺少的細顆粒，增大了固體表面積對水體積的比例，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]。用機制砂配制 C80 及以上的高強高性能混凝土成為新的研究內容。本文主要利用石家莊地區現有原材料及使用機制砂與細砂混合搭配，配制出滿足各項性能指標的 C80 高強高性能混凝土。

1 原材料

（1）水泥：選用金隅水泥廠家生產的 P·O42.5 水泥，具體性能指標見表 1。

表1　水泥主要性能指標

（2）礦物摻合料：本試驗采用 S95 級礦粉及兩種超細摻合料 A、B，其性能指標見表 2。

表2　礦物摻合料主要性能指標

（3）骨料：石家莊地區的粗、細骨料，性能指標見表3。

表3　粗、細骨料主要性能指標

由于石家莊地區的天然砂細度模數較小，不適合配制高強混凝土，機制砂細度模數可以彌補天然砂的缺陷，但0.315mm 篩的顆粒較少，本試驗采用機制砂與細砂雙摻的混合砂。一般來說，0.315mm 以下的砂粒量百分比在 15%～30% 之間為宜；0.63mm 以下的砂粒質量百分比在 30%～45%之間為宜；1.25mm 以下的砂粒質量百分比在 55%～75% 之間為宜[2]。混合砂的細度模數控制在 2.6～2.8 左右。

細砂、機制砂、混合砂的篩分曲線見圖1。

（4）外加劑：由于機制砂較粗、表面粗糙、棱角多，導致在配制高強機制砂混凝土時不可避免的產生粘性較大、需水量大、泵送性能差的特點。要選擇適當的外加劑，通過其優良的減水效果，釋放更多的自由水來增加其和易性，降低粘性[3]。本試驗選用金隅水泥科技有限公司生產的聚羧酸外加劑。母液 1 選用德國巴斯夫廠家生產的減水降粘型母液，母液 2 選用蘇博特廠家生產的保坍母液。該外加劑的減水率達到 33%，含固量 40%。

圖1　砂的篩分曲線

2 C80 高強高性能混凝土的配制

原材料的選擇是得到高強度混凝土的前提和基礎，而合理確定高強度混凝土的配合比是保證高強度混凝土達到設計要求的另一重要方面[4]。根據 JGJ/T 281—2012《高強混凝土應用技術規程》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]。

根據石家莊地區的地材情況，以及大量系列試驗中取得的經驗數據選定水膠比 0.23，膠材總量為 600kg/m3，砂率為46%。具體配合比見表 4。

表4　C80 配合比 kg/m3

3 試驗結果及分析

3.1 工作性能

C80 高強高性能混凝土基本性能指標見表 5，出機狀態見圖2。

表5　C80 混凝土的基本工作性能指標

圖2　C80 混凝土出機狀態

由表 5 及圖3 可以看出，C80 混凝土出機工作狀態良好，流速較快，且 2h 坍落度及擴展度無損失。滿足泵送的施工要求。

3.2 力學性能

C80 高強高性能混凝土的 28d 及 60d 的強度見表 6。

表6　C80 混凝土的強度

由表 6 可知，C80 混凝土 28 天強度均值達到 95.2MPa，60d 增長至 103.6MPa，滿足設計要求。

3.3 抗滲性能

抗滲試驗采用標準尺寸試件，標養 28 天后進行試驗，試驗水壓從 0.1MPa 開始，每隔 8h 加壓 0.1MPa，逐級加壓至3.6MPa 時無滲透現象，劈檢平均滲透高度為 3mm，說明其抗滲等級大于 P35。

3.4 抗凍性能

抗凍試驗采用慢凍法，將邊長為 100mm 的立方體，標養28 天后進行凍融試驗。試驗前 4d 把凍融試件從標養室取出，放入 15～20℃ 水中浸泡。凍結溫度為 -15～-20℃，經過 4h后取出放入溫水融化 4h，為一個循環。

表7　C80 混凝土抗凍性能結果

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《普通混凝土長期性能和耐久性試驗方法標準》進行收縮性能試驗，結果見表 8。

表8　收縮性能結果

由表 8 可以看出，C80 高強高性能混凝土的干燥收縮小。

4 結論

（1）石家莊地區的天然砂細度模數較小，機制砂細度模數合適，但 0.315mm 篩的顆粒較少，本試驗采用機制砂與細砂雙摻的混合砂，細度模數控制在 2.5～2.7，砂率為 46%，可以配制出工作性能滿足要求的C80高強高性能混凝土。

（2）水膠比為 0.23，膠材總量為 600kg/m3，砂率為46%，配制出的 C80 高強高性能混凝土工作性能良好，擴展度 650mm 以上，排空時間 6s，滿足施工泵送要求，力學性能、抗滲性能、抗凍性能、收縮性能等耐久性能的各項指標能到達設計要求。

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

[2] 季孝敬．高強大流動度混凝土的制備及應用研究[D]．西南科技大學，2013．

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

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

[5] JGJ/T281—2012．高強混凝土應用技術規程[S]．

［通訊地址］河北省石家莊市欒城竇嫗工業區 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量管控和各種特殊混凝土及混凝土外加劑。