C80高强高性能混凝土在石家庄地区的应用

张全贵，杨建宁，周金金，息学立

（石家庄金隅旭成混凝土有限公司，河北 石家庄 051430）

C80高强高性能混凝土在石家庄地区的应用

张全贵，杨建宁，周金金，息学立

（石家庄金隅旭成混凝土有限公司，河北 石家庄 051430）

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、耐久性能等各项指标优良的 C80 高强高性能混凝土。

机制砂；C80 高强高性能；配合比

0 引言

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。

目前天然砂资源日渐枯竭，特别是进入汛期河道治理以及冬季水洗困难不能生产，天然砂供应极为紧张。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。

1 原材料

（1）水泥：选用金隅水泥厂家生产的 P·O42.5 水泥，具体性能指标见表 1。

表1　水泥主要性能指标

（2）矿物掺合料：本试验采用 S95 级矿粉及两种超细掺合料 A、B，其性能指标见表 2。

表2　矿物掺合料主要性能指标

（3）骨料：石家庄地区的粗、细骨料，性能指标见表3。

表3　粗、细骨料主要性能指标

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%。

图1　砂的筛分曲线

2 C80 高强高性能混凝土的配制

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。

表4　C80 配合比 kg/m3

3 试验结果及分析

3.1 工作性能

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。

表5　C80 混凝土的基本工作性能指标

图2　C80 混凝土出机状态

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。

3.2 力学性能

C80 高强高性能混凝土的 28d 及 60d 的强度见表 6。

表6　C80 混凝土的强度

由表 6 可知，C80 混凝土 28 天强度均值达到 95.2MPa，60d 增长至 103.6MPa，满足设计要求。

3.3 抗渗性能

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，每隔 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。

3.4 抗冻性能

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。

表7　C80 混凝土抗冻性能结果

由表 7 可以看出，C80 混凝土具有良好的抗冻性能。

3.5 收缩性能

按 GB/T 50082—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。

表8　收缩性能结果

由表 8 可以看出，C80 高强高性能混凝土的干燥收缩小。

4 结论

（1）石家庄地区的天然砂细度模数较小，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。

[1] 吴明威，付兆岗，等．机制砂中石粉含量对混凝土性能影响的试验研究[J]．铁道建筑技术，2000(4): 46-49．

[2] 季孝敬．高强大流动度混凝土的制备及应用研究[D]．西南科技大学，2013．

[3] 杨玉辉，周明凯，等．C80 机制砂泵送混凝土对外加剂的选择研究[J]．商品混凝土，2007(2): 29-31．

[4] 宋伟明，赵春艳，等．C80～C100 机制砂高性能混凝土配制技术[J]．施工技术，2012.(41): 26-29．

[5] JGJ/T281—2012．高强混凝土应用技术规程[S]．

［通讯地址］河北省石家庄市栾城窦妪工业区 石家庄金隅旭成混凝土有限公司（051430）

张全贵（1975—），男，高工，主要研究商品混凝土的质量管控和各种特殊混凝土及混凝土外加剂。