高性能混凝土骨料数量效应的相关分析

郑 龙 刘继涛 王 涛 赵 鹏

（新疆研科节能科技有限公司， 新疆 乌鲁木齐 830000）

高性能的混泥土中因为存在大量的胶凝材料，其中的骨料粒径也相对较小，水胶比低，同时还融合了高效减水剂以及矿物质超细粉，因此和一般的混凝土比较起来，其中各个组成部分对于强度的耐久性和强度的影响存在较大的差距。尤其是骨料对于高性能混凝土的作用和一般的混凝土比较起来也存在较大的差异。本文就此进行了简单的分析。

1 原材料

首先是水泥材料，主要是使用新疆天山水泥厂生产出来的的硅酸盐42.5 普通水泥，其次是粗骨料，主要是使用鲁木齐市中乌拉泊地区相关石场生产出来的的岩碎石，其中碎石的粒径最大为二十毫米，含泥量是0.45%，碎石的压碎指标是2.5%，碎石空隙率是46%，表观密度为2740kg/m3，至于碎石的堆积密度是1440kg/m3。细骨料选择东莞的河砂，中砂，其堆积密度为1450kg/m3，表观密度是2600kg/m3。至于水元素只需要使用日常生活中常见的自来水即可，高效减水剂可以使用江苏苏博特企业制造的高效聚羧酸减水剂。硅粉可以利用新疆本地生产的不加密硅灰即可，主要呈现出来一种灰白色的特征。

2 实验方法

2.1 各种因素对于混凝土的影响

通过正交方法进行实验，从而检测出各种因素对于高性能混凝土的耐久性和整体强度的影响。混凝土中骨料数量指标包括骨灰比、砂率等因素，因为水胶比一直是影响混凝土性能的关键性因素，因此本文主要是将砂率、骨灰比和水胶比作为重点考察的因素，从而检测出其对于高性能混凝土各个时期的氯离子渗透性以及抗压强度的影响。将所有的因素各选出三种水平，具体的水平值可以参考表1，

表 1 因素水平表

2.2 实验方法

混凝土的养护、成型、搅拌等工作均根据混凝土相应的规范标准来进行，不管是哪种混合比类型的混凝土都保基础的同等工作性，其中坍落度大概在二十上下不超过1 厘米，坍落度主要可以利用外加剂进行调整，而在测量氯离子渗透率的过程中可以结合ASTMC1201-87 的相关标准要求进行[1]。

3 实验结果分析

经过实验能够分析出最终结果发现，当水胶比中的具体数值为0.27 到0.35 这一范围之间，硅粉的容量为百分之八、胶凝材料添加量在500 到600kg/m3，砂率范围在百分之三十八到百分之四十二，骨灰比在2.82 到3.64 这一范围之中时，对于早期强度3d 和7d，各个因素对于混凝土强度所产生的影响顺序如下，分别是水胶比、砂率、骨灰比和误差，对于后期强度28d 来说，各个因素对于混凝土强度的影响顺序如下，分别是水胶比、骨灰比、砂率和误差。由此也能够看出，不管是混凝土的后期强度还是早期强度，文章中所涉及到的三种因素都能够对混凝土强度产生较大的影响，同时也全部高于误差所产生的影响。其中影响最大的因素就是水胶比。早期阶段，砂率和骨灰比所产生的影响效应较为相似，但是和水胶比所产生的影响比起来，存在较大的差距。后期阶段中，骨灰比影响逐渐接近水胶比所产生的影响，同时远远超过砂率所产生的影响。

因此在3d 强度下，各种因素混合最佳比例如下，分别是砂率41%、骨灰比3.64、水胶比0.31，而混凝土强度为最高等级。在28d 和7d 强度下，最佳的元素组合比例如下，砂率为37%、骨灰比为3.18、水胶比为0.31，混凝土强度最大。通过上述内容我们也可以发现，水胶比整体含量并不是越小就是越好的，水胶比的取值还会受到砂率以及骨灰比的影响。

混凝土中的强度质量主要是由混凝土孔结构、孔隙率、骨料自身强度、混凝土中的界面以及水泥石等内容所决定的。对于高性能的混凝土来说，因为通常胶凝材料的用量都比较大，骨料界面和水泥石界面得到一定改善、混凝土孔隙率较小、骨料粒径小、水胶比低等特点因此水泥石与骨料的强度特征对于混凝土强度所产生的影响也相继增加，主要可以从砂率与骨灰比影响扩大等方面体现出来。早期阶段，因为界面较为薄弱，因此骨料影响并不是十分突出，但是在后期阶段界面响度加大，骨料影响也相继扩大。至于砂率、骨灰比和水胶比对于强度影响存在最佳水平取值，因此需要对其中的机理进行深入的研究。

在研究范围内，砂率、骨灰比和水胶比三种元素对于高性能混凝土强度都发挥着重要的作用[2]。早期阶段中，砂率与骨灰比的影响和水胶比还存在较大的差异，但是随着龄期的不断增加，砂率与骨灰比所产生的影响也逐渐加大，在28d 阶段中，骨灰比所产生的影响甚至超过了水胶比的影响。因为砂率与骨灰比在后期阶段对于高性能混凝土的影响比较大，因此是配合比设计过程中，应该充分结合各种因素影响，从而找出最适合的配合比。砂率、骨灰比、水胶比对于氯离子在混凝土中的渗透性影响顺序和强度影响顺序一样，但是其所产生的影响程度存在一定的差异，因为孔溶液中化学成分也会对氯离子产生影响。

4 结语

综上所述，因为和一般的混凝土材料相比，高性能混凝土中的影响程度以及骨料的作用存在较大的差异，文章就此进行了相关研究，通过砂率、骨灰比以及水胶比等元素，通过相关实验，对高性能混凝土耐久性以及强度方面的影响，也就是研究骨料数量效应，从而能够为高性能混凝土的配置工作提供可参考的数据。