砂含泥量對C80 高強(qiáng)混凝土工作性、抗壓強(qiáng)度及耐久性的影響研究

林敦亮

（廣州市金禹混凝土有限公司）

1 引言

混凝土作為傳統(tǒng)的建筑材料，由于其價格便宜，可塑性強(qiáng)，可以澆筑成任意形狀，在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著人們對物質(zhì)文化生活的要求的提高，各地標(biāo)志性建筑越來越多，而高強(qiáng)混凝土在其中扮演了重要的角色。C80、C100 等高強(qiáng)混凝土也時常運(yùn)用，本文通過試配C80 高強(qiáng)混凝土，在水泥、砂石、外加劑、拌合用水等原材料均不作改變的情況下，摻入不同比例的泥粉，研究砂中含泥量對C80 高強(qiáng)混凝土工作性、抗壓強(qiáng)度及耐久性能的影響。

2 原材料

2.1 水泥

采用廣州石井水泥有限公司生產(chǎn)的P·II 52.5R 水泥，其主要物理性能技術(shù)指標(biāo)見表1，化學(xué)性能技術(shù)指標(biāo)見表2，均符合GB 175-2007[1]標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。

2.2 粉煤灰

采用黃埔電廠的F 類II 級粉煤灰，其主要性能指標(biāo)均達(dá)到GB/T 1596-2017[2]標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，詳見表3。

2.3 砂

砂：采用北江中砂，其主要性能指標(biāo)如表4 所示，其主要性能指標(biāo)均符合GB/T 14684-2011[3]標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。

2.4 碎石

表1 廣州石井水泥有限公司P·II52.5R 水泥物理性能

表2 廣州石井水泥有限公司P·II52.5R 水泥化學(xué)指標(biāo)

表3 粉煤灰主要性能指標(biāo)

表4 砂的主要性能指標(biāo)

采用5～16mm 連續(xù)級配碎石，其主要物理性能指標(biāo)如表5 所示，均符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14685-2011[4]的技術(shù)要求。

表5 碎石主要性能指標(biāo)

2.5 外加劑

采用西卡聚羧酸高性能減水劑，其主要性能指標(biāo)如表6 所示?？梢钥闯鲈摐p水劑各項指標(biāo)均滿足GB 8076-2008[5]的要求。

表6 西卡聚羧酸高性能減水劑主要性能指標(biāo)

2.6 硅灰

硅灰主要性能指標(biāo)見表7 所示，其主要性能指標(biāo)均符合GB/T 18736-2017[6]標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。

表7 硅灰主要性能指標(biāo)

2.7 水

拌合用水采用自來水，符合JGJ63-2006 的技術(shù)要求。

3 試驗設(shè)計及試驗項目

3.1 配合比設(shè)計

根據(jù)JGJ55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》[7]進(jìn)行設(shè)計，高強(qiáng)混凝土配制按1.15×fcu,k，配制強(qiáng)度為80×1.15=92.0MPa。故C80 高強(qiáng)混凝土配制強(qiáng)度為92.0MPa，通過查詢標(biāo)準(zhǔn)中的試配比例，并經(jīng)過試配，得出基準(zhǔn)混凝土配合比，在基準(zhǔn)混凝土配合比的基礎(chǔ)上，摻入泥粉，調(diào)節(jié)改變砂中含泥量比例，具體的混凝土配合比如表8 所示。

采用表8 所示的配合比進(jìn)行試配，僅僅通過摻入泥粉，研究含泥量比例不同時，含泥量對C80 高強(qiáng)混凝土工作性、抗壓強(qiáng)度及耐久性能的影響。

3.2 檢測依據(jù)及檢測項目

坍落度和擴(kuò)展度，采用GB/T 50080-2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》[8]進(jìn)行測定?；炷恋目箟簭?qiáng)度按照GB/T 50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》[9]的規(guī)定進(jìn)行。耐久性能按照GB/T 50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》[10]的規(guī)定進(jìn)行。

4 試驗結(jié)果與研究分析

4.1 砂中含泥量對C80 高強(qiáng)混凝土工作性能的影響

通過混凝土試配，在其他原材料不變的情況下，通過摻入泥粉，僅改變砂中含泥量，高強(qiáng)混凝土拌合物的拌合性能如表9 所示。

由表9 可以看出，砂中含泥量對C80 高強(qiáng)混凝土的工作性能有一定的影響，隨著含泥量的增加混凝土坍落度和擴(kuò)展度呈現(xiàn)下降趨勢，這是因為泥土?xí)讲糠滞饧觿┖桶韬嫌盟瑥亩档土斯ぷ餍阅?，但對高?qiáng)混凝土的工作性能影響有限。

4.2 砂中含泥量對C80 高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

表8 砂含泥量不同的C80 混凝土配合比材料用量

表9 砂中含泥量不同的高強(qiáng)混凝土拌合性能

按表8 配比試配，測試得到砂中含泥量不同時的C80 混凝土抗壓強(qiáng)度，詳見表10 所示。

表10 不同含泥量的C80 混凝土抗壓強(qiáng)度

由表10 可以看出，隨著含泥量的不斷增大，C80 高強(qiáng)混凝土的抗壓強(qiáng)度不斷降低。特別是在含泥量超過1.0%后，抗壓強(qiáng)度下降明顯。骨料表面如果附上泥土，骨料就不能和水化產(chǎn)物直接接觸，兩者之間就會出現(xiàn)滑動現(xiàn)象，影響兩者的粘結(jié)強(qiáng)度；而分散型的泥會影響漿體的硬化，降低水泥石本身的強(qiáng)度；泥塊則成為混凝土的軟弱區(qū)域，減少混凝土抗壓強(qiáng)度的受力面積。由于C80高強(qiáng)度混凝土水灰比低，增加水灰比時高強(qiáng)度混凝土?xí)用舾?，因此相對于低?qiáng)度混凝土來說，含泥量對高強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度影響更加明顯，另外由于泥土?xí)诨炷林行纬杀∪鯀^(qū)域，加大高強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度差距，如此應(yīng)力集中也會更加顯著，因此必須嚴(yán)格控制高強(qiáng)度混凝土含泥量。[11]

4.3 砂中含泥量對C80 高強(qiáng)混凝土耐久性能的影響

按表8 進(jìn)行試配，按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50082-2009 進(jìn)行測試，本次試驗選取了比較直觀，能反應(yīng)含泥量對C80 高強(qiáng)混凝土耐久性影響的幾個參數(shù)，選取了加速碳化、電通量和滲水高度三個檢測參數(shù)，具體測試結(jié)果如表11所示。

表11 含泥量對C80 混凝土耐久性能的影響

由表11 可見，含泥量對C80 高強(qiáng)混凝土耐久性能有一定的影響，隨著含泥量的增加，混凝土碳化深度、電通量、滲水高度均在不斷的增加。由此可見，含泥量增加會降低C80 混凝土的耐久性能，影響其使用壽命。這是因為泥土?xí)绊懰a(chǎn)物自身的密實性和強(qiáng)度，同時會影響C-S-H 凝膠與骨料之間的搭接，形成薄弱環(huán)節(jié)，從而各個耐久性指標(biāo)均有降低趨勢。但含泥量對C80 高強(qiáng)混凝土耐久性影響卻不是很大，電通量均能達(dá)到JGJ/T 193-2009 標(biāo)準(zhǔn)Q～V 抗氯離子滲透等級。碳化深度和滲水高度也不是很高，說明雖然有不利影響，但影響還是有限的。這是因為C80 高強(qiáng)混凝土自身水膠比極低，已經(jīng)十分密實，雖然含泥量增加會存在一些薄弱環(huán)節(jié)，但薄弱處的影響還是有限的。

5 結(jié)論

⑴對于C80 高強(qiáng)混凝土而言，砂含泥量對混凝土拌合物有一定影響，隨著含泥量的增加，拌合物坍落度不斷降低。

⑵隨著砂含泥量的增加，C80 高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度不斷降低，建議配制C80 高強(qiáng)混凝土?xí)r，砂中含泥量不宜超過0.5%。

⑶砂中含泥量對C80 高強(qiáng)混凝土耐久性有一定影響，隨著含泥量增加，碳化深度、電通量、滲水高度均不斷增加，但影響有限?！?/p>