水泥净浆和砂浆流动度与混凝土流变性能相关性试验

武斌

(深圳港创建材股份有限公司)

水泥净浆和砂浆流动度与混凝土流变性能相关性试验

武斌

(深圳港创建材股份有限公司)

通过净浆、砂浆与混凝土流动性的相关性试验，确认了砂浆坍落扩展度与混凝土坍落扩展度具有很好的相关性。与采用净浆法检测粉煤灰相比，可靠性更高，与混凝土试验相比，砂浆坍落扩展度试验更省时、省力，能有效检测和评价粉煤灰对混凝土的流动性影响。

净浆流动度；砂浆坍落扩展度；混凝土坍落扩展度；相关性

1　前言

随着国家环保要求的提高，火力发电站的使用将严格控制，从而导致混凝土主要矿物掺合料粉煤灰的产量大大降低，为了保证混凝土使用合格粉煤灰，水泥净浆扩展度试验因其具有省时、省料和简捷的特点被多数商品混凝土生产企业用于粉煤灰的进货检验。但是，由于新拌水泥浆与新拌混凝土组成之间的明显差异，净浆法未考虑砂石对混凝土的流动性影响，水泥净浆的主要流变性能表现为粘性体，而砂浆和混凝土的主要流变性能表型为塑性体，因此理论上认为砂浆扩展度与混凝土坍落度之间相关性要好于水泥净浆流动度与混凝土坍落扩展度之间的相关性，因此水泥净浆试验结果有时难以指导混凝土的试配生产。

传统的混凝土坍落度试验方法虽能准确的反映粉煤灰的真实性能，但是其缺点也很明显，如费时、费力、费料等。因此本文研究了35个粉煤灰样品净浆流动度和砂浆扩展度与具有相同配合比的混凝土坍落扩展度之间的相关性。

2　试验方法步骤与原材料

2.1实验方法步骤

⑴检测试验所需的所有原材料包括水泥、粉煤灰、外加剂、普通砂、碎石等物理性能

⑵使用不同等级粉煤灰和细石粉试配C30混凝土，其配合比为公司生产基准配合比，见下表4。检测混凝土坍落度和扩展度。

⑶以粉煤灰取代30%水泥按照GB/T8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》外加剂水泥净浆流动检测不同等级的粉煤灰及细石粉净浆流动度实验

⑷以C30混凝土中的砂浆相同比例，检测不同粉煤灰与普通砂的砂浆扩展度法，由于混凝土中有部分水被石子吸附，所以砂浆中水灰比要比相应混凝土的水灰比低，经前期探索实验其差值可以取0.08；

⑸统计三种简易方法之间相关性以及其与混凝土流动性的相关性。

2.2原材料

水泥：台泥P.O 42.5，标准稠度用水量25.8%，初凝时间154m i n，终凝时间219m i n。

砂：东莞中砂，细度模数2.7，含泥量0.5%，泥块含量0.5%，表观密度2630kg/m3，堆积密度1630kg/m3，紧密密度1760kg/m3。

石：博罗金业碎石，粒径5～25m m，压碎指标11.2%，含泥量0.6%，泥块含量0.4%，针片状含量4%，表观密度2610kg/m3，堆积密度1370kg/m3，紧密密度1500kg/m3，空隙率48%。

减水剂：四威聚羧酸高效减水剂，减水率26%，固含量10.4%，pH值5.45。

3　试验结果与讨论

35个粉煤灰样品的编号及主要物理性能如表1所示，净浆流动度试验配比、砂浆扩展度试验配比和C30混凝土试验配比分别如表2、表3及表4所示，试验结果如表5所示。

3.1净浆流动度与混凝土坍落度的关系

从表5中我们可以看出24号样品的净浆流动度最小，为185m m，对应的混凝土坍落度为50m m，净浆流动度最大的是4号样品，为305m m，对应的混凝土坍落度为200m m。而从混凝土角度看，32、33、34及35号样品的坍落度都较小，相对应的净浆流动度也较小，这表明二者之间有一定的相关性，但并不绝对，如20号样品的坍落度有200m m，但相对应的净浆流动度只有265m m。从图1中我们可以看出，随净浆流动度185m m增加到305m m，混凝土坍落度大致相应地从30 m m增加到210m m，净浆流动度与混凝土坍落度的一元线性回归方程为y=1.8423x-361.56，相关系数R=0.79。另，从表5中36号（石粉）的流变性可看出，虽净浆流动度适中，但胶砂流动度、混凝土坍落扩展度都较小，与三级灰相当。

表1　粉煤灰样品物理性能

表2　净浆流动度试验配比

表3　砂浆扩展度配比

表4　C30混凝土配比

图1　净浆流动度与混凝土坍落度的关系

3.2净浆流动度与混凝土扩展度的关系

同样，我们从表5中可以看出24号样品的净浆流动度最小，为185m m，对应的混凝土扩展度为205m m，为次最小。净浆流动度最大的是4号样品，为305m m，对应的混凝土扩展度为450m m。而混凝土扩展度最大的3号样品，达530m m，对应净浆流动度为295m m，次最大的为1号样品，达500m m，对应净浆扩展度为290m m，这表明净浆流动度与混凝土扩展度在净浆流动度值较大时二者的对应关系不强。而从32～35号三级灰的表现来看，净浆流动度与混凝土扩展度在值较小时相关性较强，从图2可知，净浆流动度与混凝土扩展度的一元线性回归方程为y=2.9219x-448.73，总体相关系数R=0.76。

图2　净浆流动度与混凝土扩展度的关系

3.3砂浆流动度与混凝土扩展度的关系

按试验方案采用与C30混凝土中的砂浆相同比例，检测不同粉煤灰与普通砂的砂浆扩展度法时，砂浆水胶比较大导致离析，主要是由于混凝土中有部分水被石子吸附，所以导致实际水灰比较砂浆要小，因此砂浆水胶比需相应减小[5]，具体配合比如表3所示。

从图3中我们可以看出砂浆流动度与混凝土扩展度的一元线性回归方程为y=0.182x+62.23，相关系数R=0.83，而净浆流动度与混凝土扩展度的相关性为0.76，固砂浆流动度与混凝土扩展度的相关性要好于净浆流动度与混凝土扩展度的相关系。

图3　砂浆流动度与混凝土扩展度的关系

4　结论

⑴净浆流动度与混凝土扩展度的一元线性回归方程为y=2.9219x-448.73，总体相关系数R=0.76。

⑵砂浆流动度与混凝土扩展度的一元线性回归方程为y=0.182x+62.23，相关系数R=0.83。

⑶本文试验结果表明，与水泥净浆流动度法相比，胶砂流动度与混凝土的流动性相关性较好。因此，胶砂流动度应该取代水泥净浆流动度来表征粉煤灰对混凝土流动性的影响。●

[1]彭杰，徐永模，王庆法，等.砂浆与混凝土坍落扩展度方法的相关性[J].商品混凝土，2005，（03）：20-24.

[2]赵庆新，佟建楠，孔才华，等.水泥净浆-砂浆-混凝土的徐变相关性[J].燕山大学学报，2014，38（1）：66-71.

[3]徐永模，彭杰，赵昕南.评价减水剂性能的新方法——砂浆坍落扩展度[J].硅酸盐学报，2002，30（增刊）：125-130.

[4]袁晓露.矿物掺合料与外加剂对水泥净浆、砂浆流变性能及经时损失的影响[D].重庆大学，2005.

[5]赵昕南.用砂浆扩展度法确定高效减水剂最佳掺量[J].商品混凝土，2007，（06）：14-16.

［工作单位］深圳港创建材股份有限公司发展研究中心

［联系方式］手机15999533608，邮箱 497323297@qq.com

武斌，男，1989年生，湖南怀化人，侗族，硕士研究生，主要从事建筑材料研究。