混合砂混凝土长期性能和耐久性能研究.pdf

2 0 1 4年第 2期 2月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C ONCR ET E AND C EMEN T P RODUC T S 2 0 1 4 No 2 Fe b r ua r y 混合砂混凝土长期性能和耐久性能研究 方 闻 ( 福建省建设工程质量安全监督总站， 福州 3 5 0 0 0 0 ) 摘要 ： 分 剐采 用天然中砂和混合砂 ( 机制砂与天然细砂复配而得) 作细集料 ， 对新拌混凝 土工作性 及硬化混凝 土的强度和部 分长期性 能与耐久性 能( 抗碳化 、 收缩、 徐 变) 进行 对比研 究。结果表 明 ， 同配合比下 ， 混合砂 混凝 土的 技 术性 能与天然中砂 混凝土的相 当 关 键 词 ： 混合 砂 ： 混 凝 土 ： 长期 性 能 ； 耐 久 性 能 Ab s t r a c t ： T h e n a t u r a l s a n d a n d m i x e d s a n d( m a n u f a c t u r e d s a n d m i x e d w i t h n a t u r a l fi n e s a n d ) a r e u s e d a s fi n e a g g r e g a t e ，a n d t h e wo r k a b i l i t y o f f r e s h c o n c r e t e ， s t r e n g t h a n d s o me l o n g - t e r m p e r f o rm a n c e a n d d u r a b i l i t y o f h a r d e n e d c o n c r e t e ( c a r b o n i z a t i o n r e s i s t a n c e ， s h r i n k a g e a n d c r e e p )are c o m p a r a t i v e l y s t u d i e d R e s u l t s s h o w t h a t t h e p r o p e r t i e s o f c o n c r e t e ma d e o f c o mp o s i t e fi n e a g g r e g a t e s a r e f a mi l i a r t o t h o s e o f c o n c r e t e ma d e f r o m n a t u r a l mi d d l e - s i z e o f fi n e a g gre g a t e s wh e n t h e mi x t u r e p r o p o r t i o n i s t h e s a me Ke y wo r d s ：C o mp o s i t e s a n d ； C o n c r e t e ； L o n g t e r m p e rfo rm a n c e ；Du r a b i l i t y 中图分类号 ： T U 5 2 8 1 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 4 ) 0 2 2 0 0 3 0前 言 近些年 ，福建地 区 日趋 紧张 的天然砂资源 。 已 无法满足该地 区逐年上升 的大规模建设用砂需求。 因此 ， 福建地 区发展和研究机制砂在混凝土 中的应 用已迫在眉睫。 目前 ， 主要研究机制砂在混凝土应 用方面 而对混凝土长期性能和耐久性能 的影响研 究较少 。本文分别采用天然中砂和混合砂( 机制砂 与天然细砂复配而得 ) 作细集料 ， 对新 拌混凝 土工 作性及硬化后混凝土 的强度及部分长期性 能与耐 久性能 ( 抗碳化、 收缩 、 徐变) 进行了对 比研究。 1 原 材 料与试 验 方 法 1 1 原材 料 胶结材 ： 采用福建某水 泥厂生产的 P 0 4 2 5级 水泥 ；华能 电厂生产 的 级粉煤灰 ，比表面积为 2 8 1 m Z k g ；三 钢磨细矿渣粉 ， $ 9 5级 ，比表 面积为 4 2 6 m2 k g 。 粗集料 ： 4 7 5 2 6 5 mm连续级配花岗岩碎石。 细集料 ： 闽江河砂 ， 一种系 区细砂 ， 细度模数 1 7 ，含泥量 1 3 ；另一种系 区中砂 ，细度模数 2 5 ， 含泥量 0 8 。机制砂 ， 材质为花 岗岩， 系 I区粗 砂 ， 细度模数 3 2 含泥量 1 1 ， 含粉量 2 3 。本研 究中的混合砂是机制砂与闽江细砂按 5 ： 5的比例配 制而得 。 筛分曲线位于 区中砂 ， 细度模数为 2 4 。 外加剂 ： 聚羧酸盐减水剂 ， 掺量 1 O 时 ， 减水 率 2 5 。 1 2 混凝土性能测试方法 混凝土力学性能及拌和物性能检测均按 G B T 5 0 0 8 1 -2 0 0 3 ( 普通混凝土力学性能试验方法标准 和 G B T 5 0 0 8 0 -2 0 0 2 ( 普通混凝土拌合物性能试验 方法标准 进行 ； 混凝上长期性能 和耐久性 能检测 按 G B T 5 0 0 8 2 -2 0 0 9 ( 普通混凝 土长期性能和耐久 性能试验方法标准 进行。 2 试 验 结果 与讨 论 2 1 混凝土的工作性及强度 混凝土的配合 比和工作性及强度见表 1 。从表 l 混凝土的工作性和保坍性来看 ，混合砂新拌混凝 表 1 混凝土配合 比、 工作性 及强 度 k g m 一 2 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 方 闻 混合砂混凝土长期性能和耐久性能研究 土工作性 、 保坍性与天然中砂新拌混凝 土的相差不 大 ， 完全可 以满足现代化施 工要求 ， 但需要 适 当提 高外加剂掺量。机制砂与天然细砂复配而得的混合 砂与天然中砂 的筛分曲线 比较相近( 见 图 1 ) ， 但 由 于机制砂颗粒棱 角特性 ， 内部有微裂纹 ， 吸水率较 高 需要适当提高J b J n 剂用量 以提高新拌混凝土的 流 动性 。 壕 ： 筛 L mm 图 1 砂筛 分曲线 从表 1 混凝土的强度可 以看出 混合砂混凝 土 的强度随龄期发展规律与天然中砂混凝土的相似 ， 随龄期增长而增大 ， 混合砂混凝土 的强度在各 个龄 期 比天然中砂混凝土的强度略高 ， 这主要是 由于机 制砂多棱角增加了混凝土内摩擦力所致。 2 2 混 凝 土抗 碳化 性 能 混 凝 土 抗 碳 化性 能 是 影 响混 凝 土 耐 久 性 的一 个重要方面。混凝土的碳化指水泥石中的水化产物 与环境 中的 C O ： 作用 ，生成碳酸盐或其它物质 ， 导 致混凝土孑 L 溶液和基体碱度下降 ， 引发钢筋锈蚀混 凝土开裂 、 混凝土强度下降结构失效等现象。混合 砂系机制砂与天然细砂配制而得 ， 为研究混合砂对 混凝 土抗碳 化性能 的影 响 ，本 文测试 了用天然 中 砂 、混合砂配制 C 3 0 、 C 5 0混凝土的抗碳化性能 ， 试 验结果见表 2 。 从表 2可以看 出， 与同配 比的天然中砂混凝土 相 比 混合砂混凝土 的碳化深度随碳化龄期发展趋 势相似 ， 随龄期增 长而变大 ； 混合砂混凝土在各个 碳化龄期 的碳 化深度与 同配 比天然 中砂混 凝土 的 表 2混凝土抗碳化性能 碳化深度相 当。可见 ， 同配 比的混合砂混凝土的抗 碳化能力与天然 中砂混凝土的相当。由于混凝土的 碳化主要与水泥水化产物的组份有关 ， 因而机制砂 代替部分 天然河砂 做细骨料对混凝 土的碳 化影 响 不大。 2 3 混凝土的收缩 收缩是混凝土 的重要技术性能 ， 混凝土收缩越 大 混凝土结构 出现开裂 的可能性愈大 ， 抵抗侵 蚀 介质渗入混凝土机体 的能力也越弱 ， 最终使混凝土 工程的耐久性变差 。本文为研究机制砂代替部分天 然河砂对混凝土收缩的影响， 分别测试 了用天然 中 砂 、 混合砂配制 C 3 0 、 C 5 0混凝 土的收缩 ， 试验结果 见 表 3 。 从表 3可以看 出 与 同配 比天然 中砂混凝土规 律相 似 。 对 于混合砂混凝 土的收缩 ， 强度等级高的 比强度等级低 的大 ( C 5 0 C 3 0 ) ； 各个龄期 同强度等 级的混合 砂 、 中砂混凝 土收缩大小相 当 ； 同强度等 级 的混合砂 、 中砂混凝土的收缩随龄期发展趋势相 似 ， 混凝土的收缩 随龄期增长而变大 ， 早期 ( 2 8 d ) 收 缩增 加较快 ，后期 收缩增长趋势变缓并趋于稳定 ( 1 2 0 d ) 。可见 ， 相同条件下 ， 混合砂混凝土与中砂混 凝土 的收缩行为相近 ， 混合砂的应用对混凝土收缩 影响很， J 、 。 2 4 混凝土的徐变性能 徐变反映了混凝土在荷载作用下 的变形行为 。 徐变会显著影响混凝土结构或构件 的受力性能 ， 是 预应力钢筋混凝 土工程需要特别控制 的重要技 术 指标 。为了解混合砂混凝土 的徐变特性 ， 本文测试 了用天然中砂 、 混合砂配制 C 5 0混凝土 2 8 d龄期加 载后混凝土的徐变量 ( 加载量 2 4 k N) ， 试验结果见表 表 3混凝土收缩 ( x l 0 ) 一 21 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4年第 2期 混凝土与水泥制品 总第 2 1 4期 4。 从表 4可 以看 出 ， 在本研究试验条件下 ， 加载 后混合砂混凝土各 龄期的徐变略高于天然 中砂混 凝 土 ， 但两者接近并均处于 同一数量级 ； 与 同配 比 的天然 中砂混凝土相 比 混合砂混凝土的徐变随龄 期 的变化具有相似 的规律 ， 随龄期延长 ， 徐变逐渐 增加 ， 增加速率则逐渐降低。可见 ， 相 同条件下 ， 混 合砂混凝土与中砂混凝土的徐变行为相近 ， 混合砂 混凝土完全可以在 预应力混凝 土( T型梁 、 箱梁等 ) 中应 用 。 表 4 2 8 d龄期加载混凝土的徐变 ( x l O ) 3结语 采用混合砂可以配得工作性能 良好 、 保坍性能 良好 的混凝土 ， 所得到的混凝土强度 、 抗碳化性 能、 收缩性能、 徐变性能与采用天然中砂配制的混凝土 的技术性能相当。 参 考文 献： 1 】 秦廉 ， 张雄 机制砂生产 线投产前 的母岩检 验与机制砂评 价方法 J 】 新型建筑材料， 2 0 1 2 ( 1 ) ： 2 4 2 6 【 2 】 侯衍 臣 福建 地区 出口机制 砂的现状与发展趋 势 J J 混凝 土世界， 2 0 1 1 ， 2 ( 2 o ) ： 6 6 6 8 ( 上接第 l 9页) 下试块的 2 8 d强度 并随机抽取 了 3 0组试块进行 检测 ， 结果见表 5 。由表 5可知 ， 试块强度均达到设 计要求 。 表 5 两种养护条件下强度随机抽样检测结果 6结 论 ( 1 ) 采用活性 T H粉成功配制 出 C 5 0自密实钢 管混凝土 ， 经过现场中试 ， 工作性能与试验室一致 ， 并在武汉 中央文化 区秀场和六星级酒店项 目中得 到较好应用。 ( 2 ) 活性 T H粉具有 比 I级粉煤 灰更高的活性 和减水效应 ， 且其对后期强度发展和减 小混凝土的 收缩均十分有利 ， 因而具有较好 的经济效益和应用 前景 。 ( 3 ) 活性 T H粉具有较好降粘和提高拌合物流 一 2 2一 3 】 何娟 ， 杨长辉 硅酸盐水 泥混凝 土 的碳 化分析 【 J 硅酸盐 学报， 2 0 0 9 ， 1 2 ( 6 ) ： 1 2 2 5 1 2 2 9 【 4 】 孟 凡利 等 强条件下混 凝 土收缩徐变 试验研 究与现 场监 N J I 混凝土 与水 泥制 品， 2 0 1 1 ( 1 ) ： 1 3 1 8 收稿 日期： 2 0 1 3 1 2 2 8 作者简 介 ： 方闻 ( 1 9 6 3 一 ) ， 男 ， 高级工程师。 通 讯地 址 ： 福建省福州市晋安投资 区福光路 1 8 9号 联 系 电 话 ： 1 3 7 0 5 9 1 8 3 3 6 E - ma i l ： 2 2 3 8 7 0 5 1 9 7q q c o m 速 的作用 是配制高强泵送 自密实混凝土的优质掺 合料。 参考 文献 ： 【 l 】 王国杰 ， 郑建岚自密实钢管混凝土的研究与应用 J 】 混 凝 土 2 0 0 6 ( 3 ) ： 5 7 6 1 2 】 杜艳静 ， 叶燕华 ， 朱 国平 ， 等自密实混凝土的收缩性 能研 究 J 混凝土 ， 2 0 0 9( 7 ) ： 2 7 3 0 【 3 】 张毅 ， 席光自密 实钢管混 凝土研 究的进 展与展 望 J 四 J I I 建筑， 2 0 1 2 ， 3 2 f 5 1 ： 2 1 2 2 1 3 4 】 文国华 ，张腊 春 钢管混凝 土拱 肋超声 检测及 混凝土 密 实度质量评判【 J 】 湖南城建高等专科学校学报， 2 0 0 1 ， l 0 ( 3 ) ： 1 2 收稿 日期 ： 2 0 1 3 1 2 1 8 作者简介 ： 王军 ( 1 9 8 6 一 ) ， 男 ， 硕士研究生 、 助理 工程 师。 通讯 地址 ： 武汉市华光大道 l 8 号 高科 大厦 l l 楼 联系电话 ： 1 8 6 2 7 9 3 3 7 4 9 E ma i l ： w j h b m a s t e r 1 6 3 c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m