干硬性混凝土預(yù)制塊配合比及性能試驗研究

陳式華,章曉樺,陳衛(wèi)芳

(浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020)

1 問題的提出

在山塘整治工程中,大部分壩體護坡采用了混凝土預(yù)制塊。干硬性混凝土采用振動擠壓成型,適合標準機械化批量生產(chǎn)。與普通混凝土比較,其優(yōu)點:用水量少、水灰比小、強度高、快速硬化、密實性好、質(zhì)量穩(wěn)定[1],滿足山塘整治工程中用量少、速度快、質(zhì)量好、費用省等要求。由于這種工藝成型的預(yù)制塊在水利工程中較少采用,對其配合比、性能是否滿足工程要求存在疑慮,因此,對這種混凝土的配合比及工藝設(shè)計進行了試驗研究,為干硬性混凝土在水利工程中的應(yīng)用積累了一些經(jīng)驗。

2 干硬性混凝土配合比試驗方案

2.1 試驗的原材料

水泥:長廣永興水泥公司生產(chǎn)的32.5級復(fù)合硅酸鹽水泥,28 d抗壓強度34.9 MPa,水泥質(zhì)量試驗[2-6]成果見表1;砂料:采用河沙,細度模數(shù)為2.75,屬中砂;石子:采用5～10 mm碎石;砂、碎石主要試驗[7]成果見表2、3。水:當?shù)刈詠硭?/p>

表1 水泥質(zhì)量試驗成果表

表2 砂料質(zhì)量試驗成果表

表3 碎石質(zhì)量試驗成果表

2.2 試驗參數(shù)

2.2.1 配合比參數(shù)

根據(jù)干硬性混凝土的特點,選擇0.31、0.35、0.38、0.44四個水灰比進行試驗。對現(xiàn)場拌合后的混凝土以手捏成團、落地分散、振動擠壓后能出漿、成型的預(yù)制塊表面光潔度來判別混凝土干硬狀態(tài)。經(jīng)反復(fù)試驗調(diào)整,確定砂率為45%,用水量取90 kg/m3。

2.2.2 振動次數(shù)

為檢驗不同振動次數(shù)對成型預(yù)制塊性能的影響,選擇成型時振動50,70,100,120次進行試驗。

2.3 成型方法

預(yù)制塊成型工藝是采用振動+擠壓方式。生產(chǎn)設(shè)備為廣州美路機械廠出廠的QFT6-25自動制磚機,本次試驗?zāi)Ｐ蜑檫呴L30 cm六邊形、高10 cm,加壓荷載為10 MPa;由皮帶機送料,自動裝料、成型及脫模,后將壓制成型的預(yù)制塊連同底模一起搬放到陰涼處立放,脫掉底模,完成預(yù)制塊制作。

3 試驗成果及分析

3.1 水灰比對強度的影響

根據(jù)選定的試驗參數(shù),對不同水灰比的預(yù)制塊進行了試驗,水灰比變動范圍為0.31～0.44,砂率為45%,單位用水量為90 kg/m3。預(yù)制塊28 d齡期抗壓強度試驗結(jié)果見表4。

表4 不同水灰比預(yù)制塊試驗結(jié)果表

從表4可見,強度隨水灰比變化的規(guī)律較好,符合混凝土一般規(guī)律。所選配合比均能滿足C20的抗壓強度。從強度保證率來看,水灰比宜不大于0.40為好。強度—水灰比變化規(guī)律見圖1。

圖1 強度與水灰比的關(guān)系圖

3.2 振動次數(shù)對強度的影響

干硬性混凝土預(yù)制塊在成型過程中,除擠壓之外還實施振動,為了解振動次數(shù)對強度的影響,依據(jù)表4的試驗成果并進行分析,選擇配合比基本相同(水灰比為0.38和0.41),而振動次數(shù)分別為120,100,70,50次的成型方式進行試驗,結(jié)果見表5。

表5 成型時不同振動次數(shù)預(yù)制塊試驗結(jié)果表

從表5可見,振動次數(shù)對強度的影響較大,低于50次達不到C20強度要求,70次以上強度才有保證。因此在預(yù)制塊成型過程中,振動次數(shù)不得低于70次。強度—振動次數(shù)變化規(guī)律見圖2。

圖2 成型時振動次數(shù)與強度的關(guān)系圖

4 結(jié)語與建議

(1)采用干硬性混凝土,用擠壓振動成型工藝生產(chǎn)護坡預(yù)制塊是可行的,其性能滿足設(shè)計要求,混凝土密實性較好,表面較光潔。工廠化生產(chǎn)質(zhì)量也易于控制。

(2)根據(jù)不同水灰比試驗結(jié)果,在水灰比不大于0.40,用水量在90 kg左右,強度達到C20的要求。

(3)成型時振動次數(shù)對強度有較大影響,要求振動次數(shù)不低于70次,以保證產(chǎn)品質(zhì)量達到C20強度。

[1]楊清,李杏榮,王文兵.山區(qū)公路避險車道探討 [J].云南建筑,2008(3):89-90.

[2]中華人民共和國國家標準.GB 175—2007通用硅酸鹽水泥[S].北京:中國標準出版社,2007.

[3]中華人民共和國國家標準.GB/T 1345—2005水泥細度檢驗方法篩分法 [S].北京:中國標準出版社,2005.

[4]中華人民共和國國家標準.GB/T 17671—1999水泥膠砂強度檢驗方法[S].北京:中國標準出版社,1999.

[5]中華人民共和國國家標準.GB/T 2419—2005水泥膠砂流動度測定方法 [S].北京:中國標準出版社,2005.

[6]中華人民共和國國家標準.GB/T 1346—2001水泥標準稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢驗方法[S].北京:中國標準出版社,2001.

[7]中華人民共和國水利行業(yè)標準.SL 352—2006水工混凝土試驗規(guī)程 [S].北京:中國水利水電出版社,2006.

[8]中華人民共和國電力行業(yè)標準.DL/T 5144—2001水工混凝土施工規(guī)范 [S].北京:中國電力出版社,2002.