高性能混凝土骨料數(shù)量效應(yīng)的相關(guān)分析

鄭 龍 劉繼濤 王 濤 趙 鵬

（新疆研科節(jié)能科技有限公司， 新疆 烏魯木齊 830000）

高性能的混泥土中因?yàn)榇嬖诖罅康哪z凝材料，其中的骨料粒徑也相對(duì)較小，水膠比低，同時(shí)還融合了高效減水劑以及礦物質(zhì)超細(xì)粉，因此和一般的混凝土比較起來，其中各個(gè)組成部分對(duì)于強(qiáng)度的耐久性和強(qiáng)度的影響存在較大的差距。尤其是骨料對(duì)于高性能混凝土的作用和一般的混凝土比較起來也存在較大的差異。本文就此進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析。

1 原材料

首先是水泥材料，主要是使用新疆天山水泥廠生產(chǎn)出來的的硅酸鹽42.5 普通水泥，其次是粗骨料，主要是使用魯木齊市中烏拉泊地區(qū)相關(guān)石場(chǎng)生產(chǎn)出來的的巖碎石，其中碎石的粒徑最大為二十毫米，含泥量是0.45%，碎石的壓碎指標(biāo)是2.5%，碎石空隙率是46%，表觀密度為2740kg/m3，至于碎石的堆積密度是1440kg/m3。細(xì)骨料選擇東莞的河砂，中砂，其堆積密度為1450kg/m3，表觀密度是2600kg/m3。至于水元素只需要使用日常生活中常見的自來水即可，高效減水劑可以使用江蘇蘇博特企業(yè)制造的高效聚羧酸減水劑。硅粉可以利用新疆本地生產(chǎn)的不加密硅灰即可，主要呈現(xiàn)出來一種灰白色的特征。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 各種因素對(duì)于混凝土的影響

通過正交方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而檢測(cè)出各種因素對(duì)于高性能混凝土的耐久性和整體強(qiáng)度的影響?；炷林泄橇蠑?shù)量指標(biāo)包括骨灰比、砂率等因素，因?yàn)樗z比一直是影響混凝土性能的關(guān)鍵性因素，因此本文主要是將砂率、骨灰比和水膠比作為重點(diǎn)考察的因素，從而檢測(cè)出其對(duì)于高性能混凝土各個(gè)時(shí)期的氯離子滲透性以及抗壓強(qiáng)度的影響。將所有的因素各選出三種水平，具體的水平值可以參考表1，

表 1 因素水平表

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

混凝土的養(yǎng)護(hù)、成型、攪拌等工作均根據(jù)混凝土相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，不管是哪種混合比類型的混凝土都保基礎(chǔ)的同等工作性，其中坍落度大概在二十上下不超過1 厘米，坍落度主要可以利用外加劑進(jìn)行調(diào)整，而在測(cè)量氯離子滲透率的過程中可以結(jié)合ASTMC1201-87 的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行[1]。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚍治龀鲎罱K結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水膠比中的具體數(shù)值為0.27 到0.35 這一范圍之間，硅粉的容量為百分之八、膠凝材料添加量在500 到600kg/m3，砂率范圍在百分之三十八到百分之四十二，骨灰比在2.82 到3.64 這一范圍之中時(shí)，對(duì)于早期強(qiáng)度3d 和7d，各個(gè)因素對(duì)于混凝土強(qiáng)度所產(chǎn)生的影響順序如下，分別是水膠比、砂率、骨灰比和誤差，對(duì)于后期強(qiáng)度28d 來說，各個(gè)因素對(duì)于混凝土強(qiáng)度的影響順序如下，分別是水膠比、骨灰比、砂率和誤差。由此也能夠看出，不管是混凝土的后期強(qiáng)度還是早期強(qiáng)度，文章中所涉及到的三種因素都能夠?qū)炷翉?qiáng)度產(chǎn)生較大的影響，同時(shí)也全部高于誤差所產(chǎn)生的影響。其中影響最大的因素就是水膠比。早期階段，砂率和骨灰比所產(chǎn)生的影響效應(yīng)較為相似，但是和水膠比所產(chǎn)生的影響比起來，存在較大的差距。后期階段中，骨灰比影響逐漸接近水膠比所產(chǎn)生的影響，同時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過砂率所產(chǎn)生的影響。

因此在3d 強(qiáng)度下，各種因素混合最佳比例如下，分別是砂率41%、骨灰比3.64、水膠比0.31，而混凝土強(qiáng)度為最高等級(jí)。在28d 和7d 強(qiáng)度下，最佳的元素組合比例如下，砂率為37%、骨灰比為3.18、水膠比為0.31，混凝土強(qiáng)度最大。通過上述內(nèi)容我們也可以發(fā)現(xiàn)，水膠比整體含量并不是越小就是越好的，水膠比的取值還會(huì)受到砂率以及骨灰比的影響。

混凝土中的強(qiáng)度質(zhì)量主要是由混凝土孔結(jié)構(gòu)、孔隙率、骨料自身強(qiáng)度、混凝土中的界面以及水泥石等內(nèi)容所決定的。對(duì)于高性能的混凝土來說，因?yàn)橥ǔＤz凝材料的用量都比較大，骨料界面和水泥石界面得到一定改善、混凝土孔隙率較小、骨料粒徑小、水膠比低等特點(diǎn)因此水泥石與骨料的強(qiáng)度特征對(duì)于混凝土強(qiáng)度所產(chǎn)生的影響也相繼增加，主要可以從砂率與骨灰比影響擴(kuò)大等方面體現(xiàn)出來。早期階段，因?yàn)榻缑孑^為薄弱，因此骨料影響并不是十分突出，但是在后期階段界面響度加大，骨料影響也相繼擴(kuò)大。至于砂率、骨灰比和水膠比對(duì)于強(qiáng)度影響存在最佳水平取值，因此需要對(duì)其中的機(jī)理進(jìn)行深入的研究。

在研究范圍內(nèi)，砂率、骨灰比和水膠比三種元素對(duì)于高性能混凝土強(qiáng)度都發(fā)揮著重要的作用[2]。早期階段中，砂率與骨灰比的影響和水膠比還存在較大的差異，但是隨著齡期的不斷增加，砂率與骨灰比所產(chǎn)生的影響也逐漸加大，在28d 階段中，骨灰比所產(chǎn)生的影響甚至超過了水膠比的影響。因?yàn)樯奥逝c骨灰比在后期階段對(duì)于高性能混凝土的影響比較大，因此是配合比設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該充分結(jié)合各種因素影響，從而找出最適合的配合比。砂率、骨灰比、水膠比對(duì)于氯離子在混凝土中的滲透性影響順序和強(qiáng)度影響順序一樣，但是其所產(chǎn)生的影響程度存在一定的差異，因?yàn)榭兹芤褐谢瘜W(xué)成分也會(huì)對(duì)氯離子產(chǎn)生影響。

4 結(jié)語

綜上所述，因?yàn)楹鸵话愕幕炷敛牧舷啾龋咝阅芑炷林械挠绊懗潭纫约肮橇系淖饔么嬖谳^大的差異，文章就此進(jìn)行了相關(guān)研究，通過砂率、骨灰比以及水膠比等元素，通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)，對(duì)高性能混凝土耐久性以及強(qiáng)度方面的影響，也就是研究骨料數(shù)量效應(yīng)，從而能夠?yàn)楦咝阅芑炷恋呐渲霉ぷ魈峁┛蓞⒖嫉臄?shù)據(jù)。