C30 機(jī)制砂自密實(shí)混凝土的試驗(yàn)研究

朱燕妮，鄔海濤

（鹽城兆和建材有限公司，江蘇　鹽城　224044）

C30 機(jī)制砂自密實(shí)混凝土的試驗(yàn)研究

朱燕妮，鄔海濤

（鹽城兆和建材有限公司，江蘇鹽城224044）

本文通過采用聚丙烯酰胺和聚羧酸外加劑復(fù)合添加的方法提高了 C30 機(jī)制砂混凝土的粘聚性和流動(dòng)性，采用自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)方法，制備出了工作性能和力學(xué)性能俱佳的 C30 機(jī)制砂自密實(shí)混凝土，為自密實(shí)混凝土提供了低強(qiáng)度等級(jí)、低原材料材質(zhì)要求的發(fā)展方向。

C30；機(jī)制砂；自密實(shí)混凝土

0　前言

隨著工程應(yīng)用的需求擴(kuò)展，對(duì)混凝土性能的要求也在不斷提高，自密實(shí)混凝土（Self-Compacting Concrete，簡(jiǎn)稱SCC）由于其具有高流動(dòng)性、高填充性、高間隙通過性、高抗離析性能等優(yōu)點(diǎn)，僅依靠自身的重力作用就能夠很好的流動(dòng)并密實(shí)的混凝土，稱為自密實(shí)混凝土。可以有效緩解熟練技術(shù)工人的減少和混凝土結(jié)構(gòu)耐久性提高之間的矛盾。有著廣闊的應(yīng)用前景[1-4]。

在當(dāng)前的工程實(shí)踐中，自密實(shí)混凝土主要應(yīng)用于 C60 等高強(qiáng)度等級(jí)混凝土中，對(duì)占市場(chǎng)份額近一半的 C30 混凝土較少涉及。由于天然河砂資源的日趨緊張，機(jī)制砂替代天然河砂作為混凝土的細(xì)骨料被日益廣泛地應(yīng)用。而機(jī)制砂由于其顆粒級(jí)配不良、粒形多棱角，將其應(yīng)用于自密實(shí)混凝土的配制中存在一定的難度[2]。

1　原材料

水泥：P·O42.5 水泥，28d 水泥強(qiáng)度為 47.8MPa。

礦粉：需水量 97%，比表面積 411m2/kg，28d 活性指數(shù)102%。

粉煤灰：Ⅱ 級(jí)灰，45μm 方孔篩篩余 15%，燒失量1.8%，需水量比 99%。

粗骨料：5～20mm 碎石，含泥量 0.5%。

細(xì)骨料：機(jī)制砂，細(xì)度模數(shù) 3.2，MB 值 1.1。

水：市政自來水。

增稠劑：聚丙烯酰胺，分子量 200 萬。

減水劑：PCA，減水率 25%。

2　試驗(yàn)方法

配比設(shè)計(jì)方法參照 JGJ/T 283－2012《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》，試驗(yàn)方法參照 CECS 203：2006《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》和 GB /T 50081－2002《普通混凝土力學(xué)試驗(yàn)方法》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，測(cè)試的項(xiàng)目包括 T500、坍落擴(kuò)展度、V 型漏斗排空時(shí)間、U 型箱填充高度差、混凝土 7d、28d抗壓強(qiáng)度。

3　試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1粗骨料用量對(duì) C30 自密實(shí)混凝土性能的影響

由于 C30 混凝土強(qiáng)度等級(jí)較低，且使用的細(xì)骨料為顆粒圓整度較差的機(jī)制砂，因此設(shè)定砂漿中砂的體積分?jǐn)?shù)為0.42，以增加膠凝材料的體積，來提升漿體的流動(dòng)性能。具體的混凝土配合比如表 1 所示。

表1　調(diào)整粗骨料用量后混凝土的試驗(yàn)配合比

試驗(yàn)后測(cè)得混凝土的性能如表 2 所示。

表2　C30 機(jī)制砂自密實(shí)混凝土的性能測(cè)試結(jié)果

由表 2 試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著粗骨料用量的增加，混凝土的工作性能逐漸下降，當(dāng)粗骨料體積分?jǐn)?shù)達(dá)到 0.32 時(shí)，混凝土已達(dá)不到 CECS 203：2006《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定的工作性能要求，V 型漏斗排空時(shí)間已超過 25s，其他工作性指標(biāo)都能滿足要求。而隨著粗骨料用量的增加，混凝土的 7d 強(qiáng)度和 28d 強(qiáng)度有一定程度的增加。

3.2砂體積分?jǐn)?shù)對(duì) C30 自密實(shí)混凝土性能的影響

固定粗骨料體積分?jǐn)?shù)為 0.30，以保證混凝土的工作性能和力學(xué)性能都能滿足要求。調(diào)整砂漿中砂的體積分?jǐn)?shù)，調(diào)整混凝土的各項(xiàng)性能指標(biāo)。具體混凝土配合比見表 3。

表3　調(diào)整砂體積分?jǐn)?shù)后混凝土的試驗(yàn)配合比

試驗(yàn)后測(cè)得混凝土的性能如表 4 所示。

表4　C30 機(jī)制砂自密實(shí)混凝土的性能測(cè)試結(jié)果

由表 4 試驗(yàn)結(jié)果可知，砂的體積分?jǐn)?shù)調(diào)整，混凝土的工作性能變化不大，都能達(dá)到 CECS 203∶2006《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定的工作性能要求，混凝土的力學(xué)性能隨著砂體積分?jǐn)?shù)的提高有一定程度的下降。

3.3增稠劑（聚丙烯酰胺）用量對(duì) C30 自密實(shí)混凝土性能的影響

調(diào)整增稠劑的用量，觀察聚丙烯酰胺的添加對(duì)混凝土工作性能和力學(xué)性能的影響。具體混凝土配合比見表 5。

表5　調(diào)整砂體積分?jǐn)?shù)后混凝土的試驗(yàn)配合比

試驗(yàn)后測(cè)得混凝土的性能如表 6 所示。

表6　C30 機(jī)制砂自密實(shí)混凝土的性能測(cè)試結(jié)果

在未添加增稠劑時(shí)，混凝土的離析現(xiàn)象很明顯，各項(xiàng)工作性能都不能滿足要求，隨著增稠劑（聚丙烯酰胺）用量的增加，混凝土的粘聚性逐步提高，當(dāng)增稠劑的用量達(dá)到0.5時(shí)，混凝土的各項(xiàng)工作性能指標(biāo)都能達(dá)到要求，增稠劑的繼續(xù)提高導(dǎo)致混凝土的粘聚性進(jìn)一步提高，工作性能有所下降。增稠劑的添加對(duì)混凝土的力學(xué)性能影響較大，隨著增稠劑用量的增加，混凝土的力學(xué)性能明顯下降。

4　結(jié)論

（1）在混凝土中添加一定用量的增稠劑可以明顯提高混凝土的粘聚性，解決用機(jī)制砂配制低強(qiáng)度等級(jí)自密實(shí)混凝土?xí)r混凝土的流動(dòng)性和粘聚性較差的難題。

（2）聚丙烯酰胺對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響較大，添加過量時(shí)會(huì)導(dǎo)致混凝土的力學(xué)性能急劇下降。

（3）機(jī)制砂自密實(shí)混凝土的工作性能隨著粗骨料用量的增加而下降，砂漿中砂體積分?jǐn)?shù)的調(diào)整對(duì)混凝土的工作性能影響不大。

[1] 楊建輝，童智洋．利用機(jī)制砂配制自密實(shí)混凝土[J]．世界橋梁，2003(1)：30-32．

[2] 高育欣，葉勇， 修曉明，等．一種機(jī)制砂自密實(shí)混凝土的制備和工程應(yīng)用．四川建筑科學(xué)研究[J]．2010，36(4)：222-224

[3] 劉桂鳳，方恩權(quán)，劉傳興．早齡期 C40 鋼纖維自密實(shí)混凝土強(qiáng)度及彎曲性能研究[J]．2007，33(4)∶59～62．

[4] Zhu Wenzhong, Bartos ，Peter J M．Permeation Properties of Self-Compacting Concrete[J]．Cement and Concrete Research , 2003，33(6)：921-926．

［通訊地址］江蘇省鹽城市亭湖區(qū)便倉鎮(zhèn)建材工業(yè)園 6 號(hào)（224044）

朱燕妮（1987－）女，助理工程師，從事水泥基建筑材料的生產(chǎn)與研究。