砂含泥量对C80 高强混凝土工作性、抗压强度及耐久性的影响研究

林敦亮

（广州市金禹混凝土有限公司）

1 引言

混凝土作为传统的建筑材料，由于其价格便宜，可塑性强，可以浇筑成任意形状，在建筑工程中得到了广泛的应用。随着人们对物质文化生活的要求的提高，各地标志性建筑越来越多，而高强混凝土在其中扮演了重要的角色。C80、C100 等高强混凝土也时常运用，本文通过试配C80 高强混凝土，在水泥、砂石、外加剂、拌合用水等原材料均不作改变的情况下，掺入不同比例的泥粉，研究砂中含泥量对C80 高强混凝土工作性、抗压强度及耐久性能的影响。

2 原材料

2.1 水泥

采用广州石井水泥有限公司生产的P·II 52.5R 水泥，其主要物理性能技术指标见表1，化学性能技术指标见表2，均符合GB 175-2007[1]标准的技术要求。

2.2 粉煤灰

采用黄埔电厂的F 类II 级粉煤灰，其主要性能指标均达到GB/T 1596-2017[2]标准的技术要求，详见表3。

2.3 砂

砂：采用北江中砂，其主要性能指标如表4 所示，其主要性能指标均符合GB/T 14684-2011[3]标准的技术要求。

2.4 碎石

表1 广州石井水泥有限公司P·II52.5R 水泥物理性能

表2 广州石井水泥有限公司P·II52.5R 水泥化学指标

表3 粉煤灰主要性能指标

表4 砂的主要性能指标

采用5～16mm 连续级配碎石，其主要物理性能指标如表5 所示，均符合标准GB/T 14685-2011[4]的技术要求。

表5 碎石主要性能指标

2.5 外加剂

采用西卡聚羧酸高性能减水剂，其主要性能指标如表6 所示。可以看出该减水剂各项指标均满足GB 8076-2008[5]的要求。

表6 西卡聚羧酸高性能减水剂主要性能指标

2.6 硅灰

硅灰主要性能指标见表7 所示，其主要性能指标均符合GB/T 18736-2017[6]标准技术要求。

表7 硅灰主要性能指标

2.7 水

拌合用水采用自来水，符合JGJ63-2006 的技术要求。

3 试验设计及试验项目

3.1 配合比设计

根据JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》[7]进行设计，高强混凝土配制按1.15×fcu,k，配制强度为80×1.15=92.0MPa。故C80 高强混凝土配制强度为92.0MPa，通过查询标准中的试配比例，并经过试配，得出基准混凝土配合比，在基准混凝土配合比的基础上，掺入泥粉，调节改变砂中含泥量比例，具体的混凝土配合比如表8 所示。

采用表8 所示的配合比进行试配，仅仅通过掺入泥粉，研究含泥量比例不同时，含泥量对C80 高强混凝土工作性、抗压强度及耐久性能的影响。

3.2 检测依据及检测项目

坍落度和扩展度，采用GB/T 50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》[8]进行测定。混凝土的抗压强度按照GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》[9]的规定进行。耐久性能按照GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》[10]的规定进行。

4 试验结果与研究分析

4.1 砂中含泥量对C80 高强混凝土工作性能的影响

通过混凝土试配，在其他原材料不变的情况下，通过掺入泥粉，仅改变砂中含泥量，高强混凝土拌合物的拌合性能如表9 所示。

由表9 可以看出，砂中含泥量对C80 高强混凝土的工作性能有一定的影响，随着含泥量的增加混凝土坍落度和扩展度呈现下降趋势，这是因为泥土会吸附部分外加剂和拌合用水，从而降低了工作性能，但对高强混凝土的工作性能影响有限。

4.2 砂中含泥量对C80 高强混凝土抗压强度的影响

表8 砂含泥量不同的C80 混凝土配合比材料用量

表9 砂中含泥量不同的高强混凝土拌合性能

按表8 配比试配，测试得到砂中含泥量不同时的C80 混凝土抗压强度，详见表10 所示。

表10 不同含泥量的C80 混凝土抗压强度

由表10 可以看出，随着含泥量的不断增大，C80 高强混凝土的抗压强度不断降低。特别是在含泥量超过1.0%后，抗压强度下降明显。骨料表面如果附上泥土，骨料就不能和水化产物直接接触，两者之间就会出现滑动现象，影响两者的粘结强度；而分散型的泥会影响浆体的硬化，降低水泥石本身的强度；泥块则成为混凝土的软弱区域，减少混凝土抗压强度的受力面积。由于C80高强度混凝土水灰比低，增加水灰比时高强度混凝土会更加敏感，因此相对于低强度混凝土来说，含泥量对高强度混凝土的强度影响更加明显，另外由于泥土会在混凝土中形成薄弱区域，加大高强度混凝土的强度差距，如此应力集中也会更加显著，因此必须严格控制高强度混凝土含泥量。[11]

4.3 砂中含泥量对C80 高强混凝土耐久性能的影响

按表8 进行试配，按标准GB/T 50082-2009 进行测试，本次试验选取了比较直观，能反应含泥量对C80 高强混凝土耐久性影响的几个参数，选取了加速碳化、电通量和渗水高度三个检测参数，具体测试结果如表11所示。

表11 含泥量对C80 混凝土耐久性能的影响

由表11 可见，含泥量对C80 高强混凝土耐久性能有一定的影响，随着含泥量的增加，混凝土碳化深度、电通量、渗水高度均在不断的增加。由此可见，含泥量增加会降低C80 混凝土的耐久性能，影响其使用寿命。这是因为泥土会影响水化产物自身的密实性和强度，同时会影响C-S-H 凝胶与骨料之间的搭接，形成薄弱环节，从而各个耐久性指标均有降低趋势。但含泥量对C80 高强混凝土耐久性影响却不是很大，电通量均能达到JGJ/T 193-2009 标准Q～V 抗氯离子渗透等级。碳化深度和渗水高度也不是很高，说明虽然有不利影响，但影响还是有限的。这是因为C80 高强混凝土自身水胶比极低，已经十分密实，虽然含泥量增加会存在一些薄弱环节，但薄弱处的影响还是有限的。

5 结论

⑴对于C80 高强混凝土而言，砂含泥量对混凝土拌合物有一定影响，随着含泥量的增加，拌合物坍落度不断降低。

⑵随着砂含泥量的增加，C80 高强混凝土抗压强度不断降低，建议配制C80 高强混凝土时，砂中含泥量不宜超过0.5%。

⑶砂中含泥量对C80 高强混凝土耐久性有一定影响，随着含泥量增加，碳化深度、电通量、渗水高度均不断增加，但影响有限。●