高性能機(jī)制砂混凝土的配制及性能試驗(yàn)分析

陳起群

（廣州市粵晟混凝土有限公司）

0 前言

為了能夠更好地運(yùn)用性能相對(duì)較高機(jī)制砂混凝土落實(shí)建筑施工，保證該性能相對(duì)較高機(jī)制砂混凝土實(shí)際性能可與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、要求相吻合，這是當(dāng)前國(guó)內(nèi)更多建筑項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)化施工建設(shè)的關(guān)鍵點(diǎn)，為能夠更好地達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)及要求，建造品質(zhì)較高的現(xiàn)代建筑，技術(shù)員便需高度重視這種性能相對(duì)較高機(jī)制砂混凝土，結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)積累情況，做好性能相對(duì)較高機(jī)制砂混凝土具體配制還有性能試驗(yàn)操作的總結(jié)分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)性能相對(duì)較高機(jī)制砂混凝土更為深入了解，從而能夠保障高性能的機(jī)制砂混凝土各項(xiàng)性能，讓性能相對(duì)較高機(jī)制砂混凝土性能有效發(fā)揮至具體的項(xiàng)目建設(shè)當(dāng)中，為高品質(zhì)施工建設(shè)奠基。

1 高性能機(jī)制砂混凝土概述

1.1 在機(jī)制砂層面

所謂機(jī)制砂，完成除土，經(jīng)機(jī)械破碎還有機(jī)砂篩分，大致是4.75mm巖石粒徑類型的顆粒，且軟質(zhì)巖石類型顆粒還有風(fēng)化巖石均不包含在內(nèi)，大部分原因則為這部分巖石類型顆粒極大地影響著建筑總體安全和穩(wěn)固性。建筑施工，機(jī)制砂最常用的便是中粗砂，細(xì)砂特別少見(jiàn)，幾乎不會(huì)選用[1]。機(jī)制砂以2.6～3.6為基本的細(xì)度模數(shù)，它的顆粒級(jí)配十分穩(wěn)定，有可調(diào)性。機(jī)制砂因自身含石粉，150m左右篩余稍增除去，剩下篩余常見(jiàn)的是方矩體還有三角體。機(jī)制砂通常開(kāi)采礦源有一定差異，所開(kāi)采到相應(yīng)機(jī)制砂自身特性一般均有差別。

1.2 在高性能混凝土層面

可符合于特殊且均勻相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的一類混凝土建材，通常為高性能混凝土。這種高性能的混凝土，從屬混凝土新型施工技術(shù)，其基于混凝土自身性能有效強(qiáng)化，配合混凝土現(xiàn)代施工技術(shù)所制作成混凝土。這種高性能的混凝土特性表現(xiàn)詳細(xì)為：在自密實(shí)特性上，其內(nèi)含高流動(dòng)、填充習(xí)慣、抗離折等特性，對(duì)混凝土所在表面實(shí)際質(zhì)量可起到有效性的改善作用，表面不易有氣泡還有蜂蜜麻面相關(guān)問(wèn)題現(xiàn)象產(chǎn)生，表面位置也無(wú)需加以修補(bǔ)處理，可將模板整個(gè)表面造型還有紋理十分逼真展現(xiàn)出來(lái)；在強(qiáng)度特性上，這種高性能的混凝土，抗壓性的強(qiáng)度范圍是100～120MPa，相比普通類型的混凝土，其有著極高抗壓性的強(qiáng)度，裂縫不易產(chǎn)生；在體積穩(wěn)定還有低水化熱基本特性上，高性能的混凝土往往有極高的彈性模量，且較低收縮還有低溫變形相關(guān)特點(diǎn)，以至于體積基本穩(wěn)定，實(shí)際彈性模量一般是50GPa，不易受其周邊的環(huán)境所影響，對(duì)工程項(xiàng)目可起到建設(shè)質(zhì)量的根本保障，建筑實(shí)際的使用壽命能被延長(zhǎng)。

2 試驗(yàn)分析

2.1 在原材料及試驗(yàn)制作層面

選人工砂為機(jī)制砂，借助機(jī)械手段破碎篩分操作，確保形成粒徑為4.75mm巖石的顆粒，形狀上是方矩體亦或三角體，顏色上黑色亦或灰白顏色，其表面粗糙，級(jí)配若＜0.15mm、＞2.36mm，則顆粒相對(duì)多些，強(qiáng)度基本模數(shù)則是3.0～3.7，內(nèi)含石粉10%～15%。本次試驗(yàn)操作均嚴(yán)格按照機(jī)制砂現(xiàn)行技術(shù)指標(biāo)實(shí)施；其余的原材料則以外加劑、石灰石類型質(zhì)石粉、飲用水、連續(xù)性5～25mm級(jí)配的碎石、細(xì)度基本模數(shù)是2.7的河砂還有P.O52.5型號(hào)的水泥為主[2]。

2.2 在高性能混凝土配比層面

結(jié)合配制河砂的C60高性能混凝土相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)試配可將基準(zhǔn)的配比確定：試配合比設(shè)計(jì)容重2400kg/m3，總膠材520kg。其中鴻豐PⅡ52.5水泥占總膠材70%；匯拓S95礦粉占總膠材20%；黃埔電廠Ⅱ級(jí)粉煤占總膠10%；樂(lè)爾康高性能外加劑摻量1.8%；中洲亞力機(jī)制砂；金磊石材碎石，砂率為33%；配合比為：水130kg、水泥364kg、礦粉104kg、粉煤灰52kg、外加劑9.4kg、機(jī)制砂592kg、碎石1149kg?？偰z材針對(duì)于機(jī)制砂C60混凝土自身強(qiáng)度、摻和量、工作特性等相關(guān)影響，C60機(jī)制砂混凝土具體配制期間，石粉實(shí)際含量最大不可超出10.5%范圍。

2.3 在具體內(nèi)容層面

2.3.1 在收縮層面

對(duì)機(jī)制砂所配制高性能混凝土自身收縮性伴隨著石粉含量及其摻和量相應(yīng)變化趨勢(shì)分析可了解到，經(jīng)對(duì)比同等條件之下河砂混凝土，結(jié)果如下：一是，機(jī)制砂實(shí)際的篩分結(jié)果情況。篩孔尺寸，其累積的篩余是4.75mm/0.1%、2.36/18.2%、1.18/57.7%、0.6/77.7%、0.3/90.4%、0.15/95.0%、0.075/96.10%，細(xì)度模數(shù)均是3.4，石粉實(shí)際含量是3.5%；二是，機(jī)制砂其余指標(biāo)。MB參值為1.35%、粗糙度為19.5s、緊密性空隙率即為33.1%、松堆實(shí)際密度1.6g·㎝-3、松散性空隙率即為40.6%、表現(xiàn)密度是2.69g·㎝-3、壓縮值是18%[3]；三是，機(jī)制砂較高性能混凝土收縮的最終測(cè)試結(jié)果，如表1（粉煤灰；礦粉）所示。

表1 機(jī)制砂較高性能砼收縮的最終測(cè)試結(jié)果

從中可了解到，混凝土干縮性會(huì)伴隨著齡期和石粉實(shí)際含量變化而有不同規(guī)律現(xiàn)象產(chǎn)生。＜14d齡期節(jié)點(diǎn)，混凝土自身收縮性會(huì)伴隨著石粉實(shí)際含量增加而逐漸變大；＞14d齡期節(jié)點(diǎn)，混凝土自身收縮性則是以石粉7%含量為基本界定，＜7%情況下，各個(gè)齡期收縮特性均會(huì)伴隨著石粉實(shí)際含量增加而逐漸變大；＞7%情況下，各個(gè)齡期收縮特性均會(huì)伴隨著石粉實(shí)際含量增加而逐漸下降；石粉實(shí)際含量若≤7%情況下，機(jī)制砂混凝土各個(gè)齡期收縮參值均會(huì)伴隨著粉煤灰實(shí)際摻和量的增長(zhǎng)而逐漸變??；石粉實(shí)際含量是3.5%情況下，機(jī)制砂混凝土各個(gè)齡期收縮參值會(huì)由于有礦粉摻入而變大；石粉實(shí)際含量若增到7%情況下，所有齡期收縮參值為最低狀態(tài)；實(shí)施機(jī)制砂混凝土和水洗砂混凝土收縮曲線對(duì)比分析可了解到，石粉實(shí)際含量若≥7%情況下，機(jī)制砂混凝土前的14d齡期實(shí)際收縮參值大于水洗混凝土，而后齡期收縮參值會(huì)無(wú)較大差異性，早期需務(wù)必注重保濕養(yǎng)護(hù)處理，石粉針對(duì)于機(jī)制砂混凝土自身干縮參值無(wú)較大影響性。

2.3.2 在靜壓的彈性模量層面

在一定程度上，彈性模量能夠?qū)⒉牧蠈?duì)于彈性變形抵抗能力起到集中反映作用，越大參值，則材料越具備較大剛度性。受應(yīng)力作用影響，所發(fā)生的彈性變形就相對(duì)較小，它是由大體積混凝土溫度應(yīng)力和鋼混結(jié)構(gòu)變形及裂縫最為重要的一項(xiàng)參數(shù)[4]?；炷翉椥阅Ａ考捌淇箟盒詮?qiáng)度、骨料和密度基本特性，其均和數(shù)量關(guān)系密切，最突出性影響因素以過(guò)渡區(qū)、水泥石還有骨料為主。試驗(yàn)分析知曉，混凝土彈性模量會(huì)伴隨著機(jī)制砂內(nèi)部石粉實(shí)際含量的增加而逐漸變?。环勖夯疫m量摻入后，石粉實(shí)際含量在7%以下情況下，會(huì)對(duì)混凝土彈性模量產(chǎn)生影響，改善其主導(dǎo)因素會(huì)逐步轉(zhuǎn)變成過(guò)渡區(qū)域各項(xiàng)性能；粉煤灰適量摻入后，相比較不摻入粉煤灰，摻入后彈性模量較低，和水洗砂混凝土彈性模量比較起來(lái)，略高一些，但強(qiáng)度規(guī)律處于一致性狀態(tài)，如表2（礦粉及粉煤灰同上）所示。

表2 靜壓彈性實(shí)際模量的試驗(yàn)結(jié)果

2.3.3 在徐變層面

所謂徐變，即混凝土長(zhǎng)期處于恒定荷載作用影響之下，壓應(yīng)變伴隨著時(shí)間的持續(xù)而呈變大趨勢(shì)。徐變，其會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生不均勻性沉降或者是位移等問(wèn)題現(xiàn)象，對(duì)結(jié)構(gòu)總體穩(wěn)固性影響極大，預(yù)應(yīng)力之下鋼混結(jié)構(gòu)往往會(huì)有部分預(yù)應(yīng)力逐步損失掉，而橋梁整個(gè)梁體的撓度呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，大體積可松弛混凝土部分會(huì)因溫度收縮促使產(chǎn)生相應(yīng)的溫度應(yīng)力，其收縮性質(zhì)的裂縫則變少[5]。參照著表1所示8、12序列所顯示配比，混凝土7d養(yǎng)護(hù)齡期試驗(yàn)分析結(jié)果詳見(jiàn)表3。從中可了解到，機(jī)制砂混凝土各齡期徐變度比黃砂混凝土同等齡期徐變度小，差異參值隨齡期呈遞增態(tài)勢(shì)，基本是60d，其徐變度＜水洗砂混凝土的14.41%；不同的混凝土，其徐變隨持荷實(shí)際齡期變化而呈遞增態(tài)勢(shì)，徐變?cè)缙饡?huì)增速，待28d過(guò)后，這兩種不同混凝土徐變均會(huì)從增長(zhǎng)變?yōu)榉啪彔顟B(tài)。

表3 徐變?cè)囼?yàn)分析結(jié)果

2.3.4 在長(zhǎng)期強(qiáng)度層面

基于現(xiàn)有的成功配比，選定同等水膠比且摻入石粉不同含量配制混凝土，對(duì)7～180d強(qiáng)度的增長(zhǎng)趨勢(shì)實(shí)施分析，且和同等條件之下天然砂混凝土實(shí)施對(duì)比分析可了解到：

⑴機(jī)制砂混凝土各個(gè)齡期強(qiáng)度都比水洗砂混凝土強(qiáng)度高，在60d齡期前期，強(qiáng)度參值伴隨著石粉實(shí)際含量增長(zhǎng)而變大，在60d齡期后期，石粉低含量混凝土強(qiáng)度實(shí)際增速比石粉高含量混凝土要高出許多；

⑵石粉不同含量混凝土強(qiáng)度有差異性存在，因＜60d前期石粉有突出增強(qiáng)效果，因此，石粉較高含量混凝土有強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)存在，混凝土后期的強(qiáng)度變化源自粉煤灰產(chǎn)生二次水化現(xiàn)象，石粉增強(qiáng)效應(yīng)逐漸減弱，強(qiáng)度處于增長(zhǎng)趨勢(shì)比石粉低含量混凝土較低一些[6]；

⑶石粉高含量不會(huì)影響到混凝土自身強(qiáng)度長(zhǎng)期的穩(wěn)定性發(fā)展，各個(gè)齡期強(qiáng)度參值均比同等條件之下水洗砂混凝土高出許多；石粉含量若超出10%，混凝土60d齡期后，其強(qiáng)度增速呈減緩趨勢(shì)。

2.3.5 在抗?jié)B特性層面

以氯離子的擴(kuò)散系數(shù)手段，實(shí)施摻和石粉、礦粉、粉煤灰等含量針對(duì)于C60機(jī)制砂的高性能混凝土自身抗?jié)B透特性相關(guān)影響情況的對(duì)比分析后可了解到：

⑴氯離子的擴(kuò)散系數(shù)均不超過(guò)3×10-8㎝2/s，這與高性能混凝土現(xiàn)行設(shè)計(jì)要求及指標(biāo)相吻合；

⑵氯離子的擴(kuò)散系數(shù)伴隨著石粉實(shí)際含量的增長(zhǎng)而變大；石粉實(shí)際含量同等條件下，礦粉亦或是粉煤灰相應(yīng)材料摻入，其氯離子基本擴(kuò)散系數(shù)呈下降態(tài)勢(shì)；

⑶摻入礦粉后，混凝土氯離子的擴(kuò)散系數(shù)小于摻入粉煤灰混凝土。

3 結(jié)語(yǔ)

從總體上來(lái)說(shuō)，針對(duì)于機(jī)制砂運(yùn)用后配制出C60混凝土的高性能，石粉材料不屬于影響因素，MB值＜1.4的機(jī)制砂，內(nèi)含10.5%石粉材料為最大比例，在該配比范圍所配制混凝土，其相對(duì)比同等條件之下河砂混凝土，明顯有著優(yōu)良的抗?jié)B特性、小徐變、大彈模、高強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)，高性能混凝土內(nèi)部運(yùn)用機(jī)制砂有效性較為突出。愿你機(jī)制砂性能極高混凝土優(yōu)越性顯著，所發(fā)揮性能作用較為關(guān)鍵，為確保其優(yōu)越性得到更加有效性的發(fā)揮，需注重其在性能極高混凝土內(nèi)部的科學(xué)運(yùn)用，技術(shù)員更為細(xì)致了解性能相對(duì)較高機(jī)制砂混凝土具體配制還有性能試驗(yàn)操作情況，高效完成性能相對(duì)較高機(jī)制砂混凝土具體配制操作，把握各項(xiàng)影響因素，將其更為合理有效地運(yùn)用至建筑項(xiàng)目中，為實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的項(xiàng)目建設(shè)提供可靠性的基礎(chǔ)保障。