42.5 級水泥配制C50 混凝土耐久性試驗研究

張會平，王福軍

（甘肅智通科技工程檢測咨詢有限公司，甘肅 蘭州 730050）

近年來隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展，高標(biāo)號混凝土需求量越來越大，高標(biāo)號混凝土的原材料的生產(chǎn)，使節(jié)能環(huán)保壓力越來越大。在保證結(jié)構(gòu)安全、耐久性好的前提下盡量降低能耗、節(jié)省成本使我們現(xiàn)在主要考慮的問題，因此我們根據(jù)甘肅地區(qū)原材料的特點，用42.5 級水泥摻加粉煤灰、硅灰、礦渣粉等摻合料進行配合比設(shè)計，并對設(shè)計的配合比的水泥混凝土進行室內(nèi)強度、早期抗裂、抗氯離子滲透試驗（電通量法）的試驗論證。

1 原材料及配合比設(shè)計

依據(jù)《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》JTG /T 3310-2019 最大水膠比0.36，最大膠凝材料用量480（kg/m3 ），坍落度（140-180）mm，結(jié)合原材料特點進行C50 混凝土配合比設(shè)計。

1.1 原材料信息

1.1.1 水泥指標(biāo)

水泥：P·O42.5 水泥、比表面積337(m2/kg)、3d 強度25.4(MPa)、28d 強度45.6(MPa)。

1.1.2 粗骨料

碎 石：5-10mm 摻 配 比 例15%、5-20mm 摻 配 比 例85%、壓碎值19.8%、含泥量0.4%。

1.1.3 細集料

砂：河砂II 區(qū)中砂、細度模數(shù)2.7、含泥量1.8%。

1.1.4 減水劑

YX-JS 聚羧酸高性能減水劑（標(biāo)準(zhǔn)型）減水率29%。

1.1.5 粉煤灰

F 類I 級，細度8.9% 、需水量比91%、燒失量2.77%。

1.1.6 礦渣粉

流動度比98%、需水量比100%、比表面積418(m2/kg)。

1.1.7 硅灰

燒失量3.8%、需水量比109%。

2 配合比設(shè)計

根據(jù)JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》的設(shè)計要求及JTG /T 3310-2019《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》對水泥混凝土對耐久性的要求，確定一組零摻合料的基準(zhǔn)配合比，然后按單摻粉煤灰，單摻礦渣粉，雙摻粉煤灰、礦渣粉，雙摻粉煤灰、硅灰，三摻粉煤灰、礦渣粉、硅灰六種方案進行配合比設(shè)計，膠凝材比例如表1 所示，水泥混凝土配合比及強度如表2 所示。

表1 摻和料摻配比例

表2 試驗配合比工作性及強度檢測結(jié)果

3 耐久性試驗及結(jié)果分析

（1）早期開裂試驗按《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50082-2009 方法進行試驗，試件成型后放在20±2℃濕度60±5%的恒溫室中、成型30min 后調(diào)節(jié)風(fēng)扇位置和風(fēng)速使試件表面中心處正上方風(fēng)速為5±0.5m/s，風(fēng)向平行于試件表面和裂縫誘導(dǎo)器、在混凝土加水開始24±0.5h 檢測裂縫總面積。

（2）抗氯離子滲透按《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50082-2009 電通量方法進行28d、56d 齡期電通量試驗。如表3、圖1 所示

表3 混凝土抗氯離子滲透試驗（電通量法）、早期開裂試驗檢測結(jié)果

圖1 混凝土抗氯離子滲透試驗（電通量法）、總開裂比較

（3）通過對檢測結(jié)果的對比分析試驗摻礦物摻合料可以明顯的降低混凝土電通量、減少早期開裂。

（4）在同樣的水膠比，同樣的膠凝材料總用量的條件下，通過測驗：加入了礦物摻合料的水泥混凝土要比純水泥混凝土的抗氯離子滲透能力明顯提高。單加粉煤灰的水泥混凝土要比單加入礦渣粉的水泥混凝土的抗氯離子滲透能力高；雙摻加入粉煤灰和礦渣粉的混凝土抗氯離子滲透能力較單加粉煤灰或礦渣粉也有提升；三摻粉煤灰、礦渣粉和硅灰抗氯離子滲透性能最高。

（5）在同樣的水膠比，同樣的膠凝材料總用量的條件下不加摻合料的混凝土開裂面積最大、平均單位面積上的總開裂（mm2/m2）隨摻和料摻量的增大逐步減小。

4 結(jié)語

（1）可以使用42.5 級水泥配制C50 及更高強度更高性能的混凝土。

（2）42.5 級水泥配制C50 及更高強度更高性能的混凝土更有利于節(jié)能降耗、節(jié)約成本。

（3）42.5 級水泥摻配粉煤灰、礦渣粉、硅灰等礦物摻合料可以有效的降低混凝土電通量及早期開裂、有效延緩鋼筋的銹蝕。

（4）建議在今后使用過程中根據(jù)地材特點設(shè)計混凝土配合比、推動甘肅公路行業(yè)高性能混凝土的廣泛使用。