张全贵，杨建宁，周金金，息学立
（石家庄金隅旭成混凝土混凝土有限公司）
摘要：本文主要利用石家庄地区现有原材料及使用机制砂与细砂混合搭配，掺加两种超细掺合料以及聚羧酸高性能外加剂，配制出工作性能良好、耐久性能的各项指标优良的C80高强高性能混凝土。
关键词：机制砂；C80高强高性能；配合比
高强高性能混凝土是伴随着建筑工程日益提高的施工要求和使用要求而产生的。随着京津冀一体化的发展，石家庄地区现代建筑物的高层化、大跨化、轻量化、地下化以及使用环境的严酷化，对混凝土的强度和耐久性提出了更高的要求，使得高强高性能混凝土迅速发展。
由于天然砂资源的日渐枯竭，特别是进入汛期河道治理以及冬季水洗困难不能生产，供应极为紧张，近两年来，机制砂开始在石家庄地区推广使用。有研究中指出机制砂中小于0.08mm石粉对混凝土拌合物性能的影响，认为石粉是一种惰性掺合料，颗粒细小，补充了混凝土中缺少的细颗粒，增大了固体表面积对水体积的比例，从而减少了泌水和离析，而且石粉和水泥及水形成的浆体增加了混凝土的浆量，从而改善了混凝土的和易性[1]。用机制砂配制C80及以上的高强高性能混凝土成为新的研究内容，本文主要利用石家庄地区现有原材料及使用机制砂与细砂混合搭配，配制出满足各项性能指标的C80高强高性能混凝土。
由于石家庄地区的天然砂细度模数较小，不适合配制高强混凝土，机制砂细度模数可以弥补天然砂的缺陷，但0.315mm筛的颗粒较少，本试验采用机制砂与细砂双掺的混合砂，一般来说，0.315mm以下的砂粒量百分比在15%-30%之间为宜；0.63mm以下的砂粒质量百分比在30%～45%之间为宜；1.25mm以下的砂粒质量百分比在55%-75%之间为宜[2]。混合砂的细度模数控制在2.6～2.8左右。
细砂、机制砂、混合砂的筛分曲线见图1。
（4）外加剂：由于机制砂较粗、表面粗糙、棱角多，导致在配制高强机制砂混凝土时不可避免的产生粘性较大、需水量大、泵送性能差的特点。要选择适当的外加剂，通过其优良的减水效果，释放更多的自由水来增加其和易性，降低粘性[3]。本试验选用金隅水泥科技有限公司生产的聚羧酸外加剂。母液1选用德国巴斯夫厂家生产的减水降粘型母液，母液2选用苏博特厂家生产的保坍母液。该外加剂的减水率达到33%，含固量40%。
原材料的选择是得到高强度混凝土的前提和基础，而合理确定高强度混凝土的配合比是保证高强度混凝土达到设计要求的另一重要方面[4]。根据JGJ/T 281—2012《高强混凝土应用技术规程》中的要求，C80混凝土水胶宜比为0.26～0.28，胶材用量宜为520～580kg/m3，砂率宜为35%～42%，矿物掺合料宜为25%～40%；硅灰掺量不宜大于10%[5]。
根据石家庄地区的地材情况，以及大量系列试验中取得的经验数据选定水胶比0.23，胶材总量为600kg/m3，砂率为46%。具体配合比见表 4。
3 试验结果及分析
C80高强高性能混凝土基本性能指标见表5，出机状态见图2。
由表5及图3可以看出，C80混凝土出机工作状态良好，流速较快，且2h坍落度及扩展度无损失。满足泵送的施工要求。
C80高强高性能混凝土的28d及60d的强度见表6。
由表6可以看出，C80混凝土28d强度均值达到95.2MPa，60d增长至103.6MPa，满足设计要求。
抗渗试验采用标准尺寸试件，标养28天后进行试验，试验水压从0.1MPa开始，每个8h加压0.1MPa，逐级加压至3.6MPa时无渗透现象，劈检平均渗透高度为3mm，说明其抗渗等级大于P35。
抗冻试验采用慢冻法，将边长为100mm的立方体，标养28天后进行冻融试验。试验前4d把冻融试件从标养室取出，放入15～20℃水中浸泡。冻结温度为-15～-20℃，经过4h后取出放入温水融化4h，为一个循环。
注：fco、fcn分别为同龄期对比试块抗压强度值和经过n次冻融循环的平均抗压强度值。
由表7可以看出，C80混凝土具有良好的抗冻性能。
按GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》进行收缩性能试验，结果见表8。
由表8可以看出，C80高强高性能混凝土的干燥收缩小。
（1）石家庄地区的天然砂细度模数较小，机制砂与细砂混合搭配，机制砂细度模数合适，但0.315mm筛的颗粒较少，本试验采用机制砂与细砂双掺的混合砂，细度模数控制在2.5-2.7，砂率为46%，可以配制出工作性能满足要求的C80高强高性能混凝土。
（2）水胶比为0.23，胶材总量为600kg/m3，砂率为46%，配制出的C80高强高性能混凝土工作性能良好，扩展度650mm以上，排空时间6s，满足施工泵送要求，力学性能、抗渗性能、抗冻性能、收缩性能等耐久性能的各项指标能到达设计要求。
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