復合摻合料在高流態特種混凝土中的應用

胡 炘 劉志強 白琴琴 唐 榮 周 杰 王煥宇 袁育哲

（西安高科新達混凝土有限責任公司，陜西 西安 710000）

0 引言

眾所周知，水泥生產過程會對環境造成一定的負擔，隨著建筑業的蓬勃發展，水泥的用量巨大，其對環境造成的影響日趨嚴重。而粉煤灰和礦粉本身是一種工業廢料，若把粉煤灰和礦粉作為混凝土的摻合料不僅可以變廢為寶，還可以降低混凝土的生產成本，而把超細粉煤灰和礦粉充分拌合制成復合摻合料加入到混凝土中可以改善混凝土的性能。目前因施工泵送需要，高流態特種混凝土備受人們的關注。高流態特種混凝土需要較大的坍落度和擴展度且和易性好，將復合摻合料應用在高流態特種混凝土中，達到了改善混凝土工作性并降低生產成本的目的，本文對此進行總結。

1 原材料

（1）采用堯柏實豐水泥廠生產的P·O52.5水泥，比表面積360m2/Kg；初凝185min，終凝260min；3d抗壓強度38.7MPa，28d抗壓強度58.1MPa。

（2）采用陜西正元秦電環保產業有限公司生產的超細粉煤灰（簡稱超細粉），其細度（45μm方孔篩篩余）0.5%，需水量比93%，28d活性指數92%。

（3）采用山西和納特環保科技有限公司生產的復合摻合料，其細度（45μm方孔篩篩余）2.2%，需水量比100%，28d活性指數113%。

（4）采用黑河采砂廠提供的中砂，其細度模數2.7；含泥量1.3%；表觀密度2560kg/m3。

（5）采用涇陽采石廠提供的5～25mm連續級配碎石，其含泥量0.2%；針片狀顆粒含量1%；壓碎指標8%；表觀密度2620kg/m3。

（6）采用陜西渤海化工有限公司提供的聚羧酸泵送劑，其含氣量3.5%；1h經時變化量10mm；減水率25%；含固量12.18%。

（7）選用自來水，符合《混凝土用水標準》（JGJ63）要求。

2 配合比設計

C45、C60高流態特種混凝土配合比見表1。

表1 C45、C60高流態特種混凝土試驗配合比（單位：kg/m3）

按照混凝土配合比設計配制并制作100mm×100mm×100mm立方體試件，參照GB/T50081標準，混凝土試塊拆模后立即放入溫度為20±2℃，相對濕度為95%以上的標準養護室養護至7d、28d，進行抗壓強度測試。

3 試驗結果

3.1 高流態特種混凝土性能測試及抗壓強度試驗

C45、C60高流態特種混凝土性能測試及抗壓強度試驗結果見表2。

表2 C45、C60高流態特種混凝土性能檢測及抗壓強度結果

從表2可以看出:采用復合摻合料等摻量取代超細粉后，對高流態特種混凝土的工作性能沒有不利的影響，以C45為例，在復合摻合料等量取代超細粉的情況下，高流態特種混凝土的初始坍落度和擴展度稍有下降，但1h坍落度損失基本保持一致。隨著復合摻合料摻量的升高，高流態特種混凝土拌合物的初始坍落度和擴展度一致呈下降趨勢，C60情況與C45類似。由此可見，采用復合摻合料等量取代超細粉對高流態特種混凝土的工作性能沒有不利的影響，且復合摻合料摻量到50%，高流態特種混凝土的工作性依然可以滿足強度等級要求。另外在C45或C60高流態特種混凝土中用等量復合摻合料取代超細粉，其7d和28d強度均有明顯的提高，在C45高流態特種混凝土和C60高流態特種混凝土試配試驗中隨著復合摻合料摻量的升高，高流態特種混凝土抗壓強度變化趨勢是一致的，都呈下降的趨勢，但即使在C45、C60高流態特種混凝土中復合摻合料為50%，其抗壓強度依然可以滿足強度等級要求。

3.2 回彈值及碳化測試

對高流態特種混凝土試件進行回彈值測定時，把試件放置于壓力機承壓板間進行預加壓力控制，預加壓力荷載控制在60kN并保持恒載。檢測時，回彈儀的軸線與試塊側面保持垂直，緩慢施壓，準確讀數，快速復位。回彈測試面上的測點按照相鄰兩測點凈距＞20mm，測點距試塊邊緣≥30mm的要求均勻分布，同一測點只彈擊一次，每個面分別彈擊8個測點，相對兩個側面共記取16個回彈值R，每一測點的回彈值讀數應精確至1。回彈測試后的試塊用壓力機將試件破型，對破型后的高流態特種混凝土試件進行清理，在清理過的斷面處噴灑酚酞溶液，靜置一會兒，干燥后每隔2cm選擇一個測點進行碳化深度的測量，結果應精確至0.5mm。C45高流態特種混凝土回彈推定值見圖1。

圖1 C45高流態特種混凝土回彈推定值

由圖1可以看出，對于基準配合比，回彈推定值和抗壓強度值相差不大，而摻入50%復合摻合料則回彈推定值明顯低于抗壓強度值。回彈法測量作用在高流態特種混凝土表面，因此利用回彈儀檢測出來的結果其實是對高流態特種混凝土表面硬度的反映，由于在高流態特種混凝土澆筑成型時通過振搗會使復合摻合料漂浮于表面，造成高流態特種混凝土表面硬度偏低。另外對摻入50%復合摻合料的C45高流態特種混凝土試塊進行碳化試驗時發現碳化值異常大，這就造成摻入50%復合摻合料時高流態特種混凝土回彈推定值明顯低于抗壓強度值。針對這種異常情況，對摻入50%復合摻合料的C45高流態特種混凝土試塊的表面進行打磨再噴灑酚酞溶液結果變紅色，說明高流態特種混凝土表面沒有碳化，而砸掉試塊一角再噴灑酚酞溶液，則有明顯的碳化痕跡，綜合考慮摻入50%復合摻合料的C45高流態特種混凝土試塊的碳化是一種假性碳化，造成這一現象的原因很可能是由于復合摻合料會在水化時消耗掉高流態特種混凝土中絕大部分氫氧化鈣，噴灑酚酞后不變色，就造成碳化深度測試不準確，形成高流態特種混凝土碳化的假象。因此可以推斷出未摻入50%復合摻合料的高流態特種混凝土回彈值偏低屬于假性碳化造成的異常現象，鑒于此，可以認為采用回彈法判定摻入復合摻合料的高流態特種混凝土的強度有所偏差。

4 效益分析

復合摻合料是一些工業廢棄物或工業廢渣經過粉磨混合而成的一種材料，它作為混凝土摻合料是一種廢棄物再生利用的新途徑，具有良好的社會環境效益[1,2]。另外隨著我國商品混凝土的快速發展，對混凝土摻合料的需求越來越大，采用復合摻合料作為混凝土摻合料將能消耗大量的廢棄物，創造可觀的經濟效益[3]，可以降低商品混凝土生產成本，P·O52.5的價格為350元/t，復合摻合料的價格為270元/t，超細粉的價格為190元/t。C45、C60高流態特種混凝土經濟效益見表3。

在實際應用中對強度保證率要求高的情況下，采用等量復合摻合料取代超細粉，雖然成本有所增加，但混凝土強度得到很大的提升；追求節約成本的情況下，合理采用復合摻合料摻量為50%的混凝土，其強度雖然有所下降，但整體是可以滿足強度要求的。

5 結束語

（1）采用等量復合摻合料取代超細粉時，高流態特種混凝土的強度明顯提高，且對高流態特種混凝土的工作性能無不利的影響；

（2）隨著復合摻合料摻量的提高，高流態特種混凝土抗壓強度變化趨勢是一致的，都呈下降的趨勢，摻加復合摻合料成本雖有增加，但很大地提高了強度保證率；

（3）不建議使用回彈法判定摻入復合摻合料的高流態特種混凝土的強度；

（4）采用復合摻合料作為高流態特種混凝土摻合料具有良好的經濟社會效益。