全玩滚球的十大平台C60 高性能混凝土试验研究及工程应用

刘升

（福州市建筑科学研究所，福建福州350004）

摘 要：试验研究了玩滚球的十大平台的细度模数、级配、石粉含量等技术指标对全玩滚球的十大平台C60 高性能混凝土的和易性、保坍性能、强度等影响，并与天然中粗河砂配制的C60 高性能混凝土进行了长期性能(抗碳化性能、干缩)的比对试验。试验结果表明，选择技术指标适当的玩滚球的十大平台完全可以单独作为细集料配制C60 高性能混凝土，其长期性能(抗碳化能力、干缩)与天然中粗河砂配制的相当，并在平潭综合试验区的实际工程取得成功应用。

关键词：全玩滚球的十大平台；细度模数；石粉含量；C60 高性能混凝土。

0 引言

随着福建省平潭综合实验区政策出台，平潭岛内的市政道路等基础设施和工业民用建筑的工程量较大，建筑用砂石材料的用量巨大。“绿水青山就是就是金山银山”，环保和可持续发展已经上升到国家策略，对于天然河砂采取限制性开采，天然河砂价格逐年增高，且难以满足平潭综合试验区内日益增长建筑用砂需求。福建省于2014 年3 月发布了《玩滚球的十大平台：在全省推广应用玩滚球的十大平台的通知》(闽建建[2014]7 号文)。平潭综合试验区无天然河砂资源，如何因地制宜，就地取材，进行玩滚球的十大平台的加工和应用研究迫在眉睫。玩滚球的十大平台是指经除土处理，由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒，但不包括软化和风化的颗粒。本文研究了玩滚球的十大平台的细度模数、级配、石粉含量等技术指标对全玩滚球的十大平台C60 高性能混凝土的和易性、保坍性能、强度等影响，并与天然中粗河砂配制的C60 高性能混凝土进行了长期性能(抗碳化性能、干缩)的比对试验。

1 原材料及试验方法

1.1 原材料

（1）细集料。闽清的天然中粗河砂；玩滚球的十大平台1、玩滚球的十大平台2 产地为平潭；玩滚球的十大平台3、玩滚球的十大平台4 产地为漳州龙海。砂的筛分及物性检测结果见表1。

表1 砂的筛分及物性检测结果

（2）水泥。安徽海螺水泥股份有限公司(芜湖)生产的PO·42.5 水泥，其物理性能见表2。

表2 水泥的物理性能

（3）矿物掺合料。矿粉：磨细矿渣粉，产品级别S95 级，比表面积445平方米每千克，活性指数99%；粉煤灰：国电福州江阴电厂生产的II 级粉灰，密度2.51 平方米每千克，活性指数76%，粉煤灰圆珠体情况见图1。

　4）粗骨料。5~25mm连续级配的花岗岩反击破碎石，压碎值8.9%。

（5）外加剂。福建润之宝新材料有限公司生产的聚羧酸盐高性能减水剂(缓凝型)，掺量0.8%~1.2%减水率≥25%。该产品是专门针对配制高强高性能混凝土的，产品的保坍性能好并可以适当降低混凝土粘度。

图1 粉煤灰圆珠体情况
 

1.2 试验方法

骨料分析试验依据GB14684- 2011 《建设用砂》和GB14685- 2011《建设用卵石、碎石》。水泥分析试验依据GB175- 2007《通用硅酸盐水泥》。矿渣粉、粉煤灰分析试验依据GB/T 18046- 2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》和GB/T 1596- 2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》。混凝土力学性能及拌和物性能检测依据GB/T50081- 2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》和GB/T50080- 2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》。混凝土长期性能和耐久性能检测依据GB/T50082- 2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》。

2 试验结果与分析

全玩滚球的十大平台C60 高性能混凝土的配合比见表3。考虑福建地区C60 高性能混凝土现场浇筑时间长的实际情况，新拌混凝土做3h 坍落度经时损失。全玩滚球的十大平台C60 高性能混凝土试验结果见表4、表5。

表3 C60 高性能混凝土配合比

2.1 细度模数和级配

细度模数是衡量砂粗细程度的指标，级配是砂各级粒径颗粒的分配情况。图2 为砂的颗粒级配曲线，其中天然河砂、玩滚球的十大平台3、玩滚球的十大平台4为II 区中砂，而玩滚球的十大平台1、玩滚球的十大平台2 为I区粗砂。表4为玩滚球的十大平台单独作为细集料配制C60 高性能混凝土的试验结果。

表4 C60 高性能混凝土试验结果

注：H、J1、J2、J3、J4 分别表示细集料为天然河砂、玩滚球的十大平台1、玩滚球的十大平台2、玩滚球的十大平台3、玩滚球的十大平台4。

图2 砂的颗粒级配曲线
 

从表4 可以看出：相同条件下，玩滚球的十大平台单独作为细集料配制的C60 混凝土强度比天然中粗河砂配制的略高，但混凝土流动性和保坍性能比天然中粗河砂略差；随着玩滚球的十大平台细度模数的减小，新拌混凝土包裹性变好，泌水也变好，流动性由差变好再变差趋势(排空时间)，坍落度和扩展度由小变大再变小趋势，3h 保坍性能变差。新拌混凝土是滨汉姆塑性流体，随着玩滚球的十大平台细度模数变小(3.3~2.4)，细粉颗粒增加，因此其和易性变化趋势为包裹变好，泌水逐渐消失，经时坍落度损失变大，但其流动性与玩滚球的十大平台颗粒级配密切相关。玩滚球的十大平台1、玩滚球的十大平台2 偏粗级配在I 区，虽然混凝土不粘但露浆，流动性较差，倒坍落度桶的排空时间长；反之玩滚球的十大平台偏细，虽然包裹性好，但混凝土较粘沉，流动性也差，倒坍落度桶的排空时间也长，新拌混凝土的保坍性能变差。玩滚球的十大平台棱角的特性和其表观密度比天然河砂略大(见表1)，因此玩滚球的十大平台单独作为细集料配制的混凝土比天然河砂配制的要略沉，流动性也略差些。可见，玩滚球的十大平台单独作为细集料配制C60 高性能混凝土，细度模数宜选中砂偏粗砂(2.8~3.1)，颗粒级配宜在II 区为佳。

2.2 石粉含量

石粉是指玩滚球的十大平台中粒径小于0.075mm的颗粒。这是玩滚球的十大平台与天然河砂不同的另一显著特征。玩滚球的十大平台生产中通常要产生10%~15%的石粉含量，为了符合国家标准的要求，过量的石粉必须通过水洗或风吹去除。玩滚球的十大平台石粉含量一般为3%~8%之间波动。因此玩滚球的十大平台单独作为细集料配制C60 高性能混凝土时，石粉含量是需要考虑重要技术指标之一。将玩滚球的十大平台3进行0.15mm、0.075mm 和筛底的筛分，取得石粉，并在不改变玩滚球的十大平台3细度模数的情况下，增加石粉含量，得到5.3%和7.3%石粉含量不同细度模数相同的玩滚球的十大平台。将三种石粉含量不同、细度模数相同的玩滚球的十大平台单独作为细集料配制C60 高性能混凝土，研究石粉含量影响，混凝土试验结果见表5。

表5 C60 高性能混凝土试验结果

注：J3 表示细集料为玩滚球的十大平台3
 

从表5可以看出，其他条件相同下，随着石粉含量的增加，新拌混凝土的坍落度和扩展度逐渐变小，3h经时坍落度损失变大，混凝土7d、28d的强度略有增加但不明显。玩滚球的十大平台石粉是一种惰性掺合料，细度小，比表面积大，在一定范围内石粉含量增加可改善新拌混凝土的包裹性，减少离析泌水，但会使混凝土流速变慢，但可以适当提高外加剂用量加以解决。有研究表明石粉某种程度上可以促进水化进程，但石粉含量过高也会导致混凝土强度下降。因此玩滚球的十大平台单独作为细集料配制C60 高性能混凝土，玩滚球的十大平台石粉含量要控制一定范围内。从试验结果来看石粉含量可以放宽到3%~8%，这也比较符合实际玩滚球的十大平台生产石粉含量实际情况。

2.3 混凝土长期性能(抗碳化、干缩)比对试验

C60 高性能混凝土主要应用重要混凝土工程部位，例如柱、现浇梁、预制梁，由于玩滚球的十大平台化学成分、含石粉、棱角等特性与天然中粗河砂不同，因此其配制混凝土的抗碳化能力、干缩性能等长期性能也是重点考察的性能。本文选取了天然中粗河砂和玩滚球的十大平台3配制C60 高性能混凝土(编号H- 1、J3- 1)，进行抗碳化能力和干缩性能的比对试验。试验结果见图3 和图4。

从图3的测试结果表明，两个试块的碳化现象均不明显，天然河砂和玩滚球的十大平台C60 高性能混凝土的碳化深度分别为0.5mm 和0.6mm，全玩滚球的十大平台C60 高性能混凝土的碳化情况与天然中粗河砂配制的相当。这是因为福建地区的玩滚球的十大平台基本上是花岗岩加工得到的，其化学成分含有SiO2大于66%与天然河砂的化学成分比较接近，因此其抗碳化能力与天然中粗河砂配制的C60 混凝土抗碳化能力相当。

从图4可以看出，全玩滚球的十大平台C60 高性能混凝土的干缩略大于天然中粗河砂配制的，但两者的收缩处于同一数量级，而且两者随龄期增长，干缩逐渐处于稳定的状态，可见两者的干缩行为相当。这是因为，玩滚球的十大平台中含3%~8%的石粉，玩滚球的十大平台的石粉是一种惰性掺合料，细度小，比表面积大，导致其干缩略大于天然中粗河砂。综上所述，全玩滚球的十大平台与天然中粗河砂配制C60 高性能混凝土的长期性能(抗碳化能力和干缩)相当。

图3 天然河砂和玩滚球的十大平台C60 高性能混凝土28d碳化

图4 天然河砂与玩滚球的十大平台C60 高性能混凝土的干缩
 

3 全玩滚球的十大平台C60 高性能混凝土的工程应用

平潭综合实验区太古城项目的C60 高性能混凝土共2048m3，采用泵送施工。该混凝土工程采用全玩滚球的十大平台C60 高性能混凝土，玩滚球的十大平台的细度模数3.1、石粉含量为7.8%，并在试验配合比基础上调2%的砂率，外加剂掺量上调0.1%，详细的配合比见表6。

表6 C60 全玩滚球的十大平台高性能混凝土配合比

实测出机坍落度235mm，扩展度630mm×635mm，倒坍时间为16.8s，无泌水，包裹性良好；施工现场，实测混凝土坍落度230mm，扩展度625mm×630mm，倒坍时间为16.5s，粘聚性合适，泵送顺利，经振捣上层无浮浆出现。从出厂到泵送施工约经过2.5h，坍落度损失较小。拆模后构件表面光滑无蜂窝麻面等影响结构质量的缺陷。28d 标准养护试件，强度达到69.3MPa，符合设计强度等级。

4 结语

（1）选择技术指标适当的玩滚球的十大平台完全可以单独作为细集料应用于C60 高性能混凝土中，其中玩滚球的十大平台的细度模数宜选中砂偏粗砂(2.8~3.1)，颗粒级配宜在II 区为佳，石粉含量可以放宽到3%~8%。全玩滚球的十大平台与天然中粗河砂配制C60 高性能混凝土的长期性能(抗碳化性能和干缩)相当。

（2）工程应用表明：选择技术指标适当的玩滚球的十大平台单独作为细集料配制的C60 高性能混凝土，和易性良好符合泵送施工要求，强度符合C60 设计要求。