特细砂配制低强度混凝土的试验研究

张 翠，何锦云，吕如春

(河北工程大学 土木工程学院，河北 邯郸 056038)

从20世纪60年代开始，特细砂混凝土在土木建筑工程中就被广泛应用，长期以来特细砂混凝土的研究与应用一直受到很大关注。吐尔洪·吐尔地等[1]对不同强度等级的特细砂混凝土的抗冻性能、抗渗性能进行了研究；何锦云等[2]针对C40特细砂混凝土的和易性和抗压强度进行了试验研究；黄守兵[3]探讨了特细砂混凝土的最优设计方法。本试验利用邯郸地区丰富的特细砂资源，以砂率为主要因素，通过试验研究不同水胶比，不同砂率，特细砂混凝土的性能，为以后邯郸地区特细砂混凝土的应用提供参考依据。

1试验原材料

水泥：选用太行山牌42.5R普通硅酸盐水泥，其各项性能指标及化学成分见表1。

细骨料：选用邯郸本地的特细砂，其物理性能见表2。

粗骨料：选用邯郸本地的碎石，其物理性能见表3。

外加剂：木钙减水剂，掺量0.25%，减水率10%。

水：自来水。

表1 普通硅酸盐水泥的性能指标

表2 细骨料的性能指标

表3 粗骨料的性能指标

2 试验方法与结果

本试验采用对比试验的方法，依据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》配制水胶比为0.8、0.7、0.6、0.5，砂率为25%、30%、35%，外加剂掺量为0.25%的特细砂混凝土。试验研究在不同水胶比的情况下，特细砂砂率对混凝土和易性与抗压强度的影响。在配制混凝土时，采用机制搅拌，并进行二次投料，搅拌时间要比普通混凝土延长1～2 min，使特细砂混凝土搅拌均匀[4]。特细砂混凝土配合比及混凝土坍落度与抗压强度的试验结果见表4。

3 试验结果分析

3.1 混凝土坍落度的分析

图1为砂率与混凝土坍落度之间的关系图。由图可见水胶比不变时，砂率与坍落度之间存在一个线性关系。随着水胶比的增大，砂率对混凝土和易性的影响也越显著。主要是因为随着水胶比的减小，用水量不变，胶凝材料用量增加，水化过程需水量也随之增加，而砂率的增大，又使骨料的总表面积及孔隙率增大[5]，降低混凝土的流动性，导致坍落度下降。

3.2 混凝土抗压强度分析

图2为砂率与混凝土抗压强度之间的关系。由图可见当水胶比为0.7时，7 d、28 d的抗压强度出现一个峰值。水胶比为0.8、0.5、0.6时，混凝土7 d的抗压强度在30%左右呈现不规律的变化，但变化量不大，而相应28 d 抗压强度在30%都出现峰值。砂率较小时，砂浆量不足以完全包裹粗骨料的表面和粗骨料的空隙，导致混凝土密实性差[6]，进而影响其抗压强度，随着砂率的增加，密实性相应增加，强度也随之呈现上升趋势。而当砂率增加到一定程度后，在骨料表面的水泥浆量相对减少，使骨料之间的胶结力下降，抗压强度也随之下降。

4 结论

(1)混凝土的水胶比越小，砂率对混凝土和易性的影响程度越显著。水胶比为0.5时，砂率30%与35%的坍落度相差达76%。

(2) 特细砂配制混凝土的抗压强度随着水胶比的增大而减小，随着龄期的延长而增大，这与普通混凝土抗压强度的变化规律相同。

(3) 提高砂率对混凝土工作性能及强度有所改善，可以使混凝土更加密实，但砂率过高也会影响其性能，综合试验结果，水胶比为0.5、0.6、0.7、0.8时，其合理砂率在30%左右。

参考文献：

[1] 吐尔洪·吐尔地，曾 力，刘志栋，等.特细砂混凝土配合比设计及试验[J].混凝土，2010，249(7): 41-144.

[2] 何锦云, 王陆陆. C40特细砂混凝土和易性和抗压强度研究[J].河北工程大学学报:自然科学版, 2012, 29(3): 1-4.

[3] 黄守兵.特细砂混凝土配合比优化设计探讨[J].四川建筑，2013，33(3)：187-188.

[4] 宓永宁，孙荣华，张玉清，等.特细砂配制混凝土的试验研究[J].混凝土, 2011, 266(12): 56-61.

[5] 韩建宏，娄宗科.特细砂混凝土的力学性能及抗渗性能研究[J].人民黄河, 2010, 32(5): 125-127.

[6] 周建普.混凝土骨料对承压试样裂纹扩展区的影响[J].河北工程大学学报: 自然科学版, 2011, 28(4)： 36-39.