火成岩機制砂C35混凝土的配製及效能研究

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0前言

當前，國家正在推進“一帶一路”倡議，肯亞是“一帶一路”倡議東非首站，內馬鐵路是蒙內鐵路延長線，此鐵路完全採用中國標準設計施工、中國技術整合、中國管理經驗和中國機電裝置建造，這將成為東非公共交通的“大動脈”。肯亞大部分地區常年乾旱，河流較少且水流量不大，河砂匱乏，且存在含泥量和泥塊含量過大、輕物質含量和有機物含量過多等質量問題，內馬鐵路工程沿線缺少河砂，所以採用機制砂成為必然。

機制砂與河砂有較大差異，應用過程中存在較多問題，特別是國內外機制砂應用大多數都集中在石灰岩上，火成岩機制砂應用經驗較少。本文從膠凝材料體系最佳化、粉煤灰摻量、砂率及機制砂石粉含量等對混凝土拌合物效能、抗壓強度和電通量影響角度出發，研究了火成岩機制砂配製鐵路橋樑橋墩墩身C35混凝土的方法和效能。

1試驗材料與方法

1。1試驗原材料

①水泥：採用肯亞CEMⅠ52。5級水泥，初凝155min，終凝255min，3d和28d抗壓強度分別為27。2MPa、58。6MPa，比表面積320m2/kg；②粉煤灰：印度Ⅰ級粉煤灰，細度（45μm篩餘）10。1%，需水量比85%，燒失量1。45%；③細骨料：玄武岩機制砂，內馬鐵路施工專案部生產，表觀密度2840kg/m3，吸水率1。2%，壓碎值6%，細度模數2。7，石粉含量7。3%，MB值0。8，級配見圖1；④粗骨料：內馬鐵路生產5～20mm連續級配碎石，巖性為玄武岩，母材強度160MPa，表觀密度為2840kg/m3，吸水率1。2%，壓碎值6%，針片狀含量3%；⑤減水劑：國內某聚羧酸減水劑，固含量30%，減水率29。3%。

1。2試驗方法

混凝土工作性按照GB/T50080—2016《普通混凝土拌和物效能試驗方法標準》進行測試；力學效能按照GB/T50081—2002《普通混凝土力學效能試驗方法標準》進行測試；長期效能和耐久效能按照GB/T50082—2009《普通混凝土長期效能和耐久效能試驗方法標準》進行測試。

2結果與分析

2。1膠凝材料體系最佳化

試驗膠凝材料體系對火成岩機制砂C35混凝土效能的影響，保持混凝土用水量160kg/m3不變，調整水膠比，膠凝材料用量隨之發生改變，試驗配合比見表1，混凝土抗壓強度如圖2所示。

由表1和圖2可知，隨著水膠比的降低和膠凝材料用量的增加，混凝土拌合物效能逐漸提高，當水膠比降到一定程度，混凝土拌合物效能提升幅度會下降。火成岩機制砂C35混凝土抗壓強度隨著水膠比的降低和膠凝材料用量的提高而增大。混凝土電通量隨著水膠比的降低和膠凝材料用量的提高而降低，主要原因是增加了混凝土的密實性。

2。2粉煤灰摻量的影響

在保持膠凝材料總量不變的情況下，調整粉煤灰摻量，試驗不同粉煤灰摻量對C35用火成岩機制砂混凝土效能的影響，試驗配合比見表2所示，混凝土抗壓強度如圖3所示。

由表2和圖3可知，在水膠比固定的條件下，粉煤灰等量取代水泥，隨著粉煤灰摻量的增加，混凝土拌合物狀態將提高。混凝土抗壓強度隨著粉煤灰摻量的增加反而會降低，特別是混凝土早期強度降低幅度較為明顯，等到後期粉煤灰摻量對混凝土抗壓強度的影響幅度會降低。混凝土電通量隨著粉煤灰摻量的增加而降低，隨著粉煤灰摻量的增加，電通量降低幅度將有所減緩，粉煤灰摻量25%、35%和45%的混凝土電通量相比粉煤灰摻量15%分別降低了16。9%、24。8%、21。9%。粉煤灰的摻入改善了漿體流變效能，其火山灰效應使得混凝土更加密實。

2。3砂率的影響

試驗不同砂率對C35用火成岩機制砂混凝土效能的影響。試驗配合比見表3，混凝土性抗壓強度如圖4所示。

由表3和圖4試可知，砂率對於火成岩機制砂C35混凝土坍落度影響較小，四組不同砂率的混凝土坍落度均在（170±10）mm，混凝土擴充套件度隨著砂率的提高而增大，當砂率提高到一定程度，混凝土擴充套件度增大程度有所減緩，砂率47%的混凝土擴充套件度為445mm，反而低於砂率45%的混凝土，其擴充套件度455mm。隨著砂率的提高，混凝土抗壓強度有所降低。砂率對於火成岩機制砂C35混凝土電通量影響不大，四組不同砂率的混凝土電通量相差不多，並且沒有規律可循。

2。4石粉含量的影響

透過水洗降低機制砂石粉含量，然後將外加石粉調整到試驗所需的石粉含量，研究了不同石粉含量對火成岩機制砂C35混凝土效能的影響，試驗配合比見表4，混凝土工作性和抗壓強度分別見表4和圖5。

根據表4和圖5，隨著機制砂石粉含量的提高，混凝土坍落度和擴充套件度均在增大，機制砂石粉含量4%配製的混凝土拌合物效能較差，黏聚性不佳，這將極大地增大了施工難度。隨著石粉含量的增加，混凝土抗壓強度有所提高，主要原因為在混凝土膠凝材料用量不高的情況下，多加入的石粉在一定程度上降低了混凝土的水膠比，提高了混凝土密實度，從而提高了混凝土抗壓強度。隨著機制砂石粉含量的增加，混凝土電通量有所降低，在石粉含量7%以上時，其對混凝土電通量影響不大。

3結論

（1）隨著粉煤灰摻量的增加，混凝土拌合物狀態提高，混凝土抗壓強度降低，特別是混凝土早期強度降低幅度較為明顯；混凝土電通量隨著粉煤灰摻量的增加反而降低，隨著粉煤灰摻量的增加，電通量降低幅度有所減緩。

（2）砂率對於火成岩機制砂C35混凝土坍落度和電通量的影響均較小，隨著砂率的提高，混凝土抗壓強度有所降低。

（3）隨著機制砂石粉含量的提高，混凝土坍落度和擴充套件度均在增大，混凝土抗壓強度會提高，混凝土電通量有所降低，在石粉含量7%以上時，其對混凝土電通量影響不大。（來源：《混凝土與水泥製品》2019。06）