C50機制砂混凝土的配合比設(shè)計優(yōu)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(shè)計優(yōu)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(shè)計，并通過試驗，總結(jié)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(yīng)用。

關(guān)鍵詞:機制砂，混凝土，配合比設(shè)計，砂率

1　工程背景

新疆位于我國西北地區(qū)，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(chǎn)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(qū)得到廣泛應(yīng)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(dǎo)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(shù)水平仍舊較為落后，其應(yīng)用主要集中于中低強度的混凝土及混凝土構(gòu)件，C50及以上的混凝土應(yīng)用較少，工程中重要部位仍舊采用遠距離高價運輸?shù)姆绞剑瑢?dǎo)致混凝土生產(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)，細度模數(shù)為3．3的機制砂。5)粗集料:烏拉泊豐達砂場生產(chǎn)，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(xué)性能試驗方法標準進行測試。

2．3配制要求混凝土設(shè)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(shè)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(dǎo)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(xù)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(shè)計規(guī)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(diào)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(qū)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(guān)性。根據(jù)試驗結(jié)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(guān)系，存在最優(yōu)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(dǎo)致混凝土的和易性變差，漿體密實性不良導(dǎo)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(nèi)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(jié)力降低，混凝土強度下降［3］。

4　結(jié)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(guān)系，機制砂有最優(yōu)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(yōu)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(xiàn)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(xué)，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