粗骨料针片状含量对泵送混凝土性能影响

来源:张景琦 江守恒 朱卫中
时间:2015-01-13
摘要:本文研究了粗骨料中针片状含量多少对泵送C30和C50混凝土的工作性与抗压强度的影响,对试验结果进行分析,以供泵送混凝土配合比设计时,选取粗骨料参数借鉴。研究表明:针片状含量的变化.无论是对低强度等级的C30混凝土还是对高强等级的C50混凝土的工作性都有着一定的影响,针片状含量对试验的两个强度等级混凝土的抗压强度也有较大影响,尤其针片状含量超过16%之后,随含量增加,混凝土的抗压强度降低明显。
  0  引言
  
  作为混凝土的主要组成材料,粗骨料通常占混凝土总体积的75%以上,其品质将直接影响到混凝土的性能指标,骨料研究已越来越引起研究部门和施工部门的重视。骨料品质包括骨料的岩性、骨料的耐久性、骨料的有害物质三方面,其中,最主要的是骨料的耐久性,即骨料的坚固性、软弱颗粒、耐磨性、针片状含量及压碎性。这里特别指出针片状颗粒不仅影响混凝土的耐久性,同样会影响混凝土的和易性、水泥用量和强度。
  
  粗骨料的特性如孔隙率、细度、粒形、粒径、表面结构和矿物组成等全在不同程度上影响着混凝土的性能,因此其在一定程度上决定了新拌混凝土流变性、硬化混凝土强度以及耐久性。粗骨料粒形良好可使大颗粒的空隙由中颗粒填充,大、中颗粒的空隙又由较小的颗粒来填充,这样互相补充,空隙率达到最小,可以减少水泥,强度也能达到最好,因此,粗骨料针片状含量对混凝土来说十分重要。本文研究了采用不同针片状含量粗骨料所配制的C30和C50两个强度等级的混凝土,初步探讨粗骨料中针、片状颗粒含量对泵送混凝土性能所产生的影响,以达到节约原料,保护环境的需要,具有重要意义。
  
  1  原材料及混凝土配合比
  
  1.1原材料
  
  试验采用哈尔滨水泥厂产天鹅牌P·042.5水泥;松花江中砂.细度模数2.8,级配合格;哈三热电厂产I级粉煤灰,需水量比98%;黑龙江省低温建筑科学研究所生产的LNC一51型普通混凝土泵送剂;石灰岩质碎石,最大粒径20nma,主要性能指标列于表l一表3。
  
  1.2混凝土配合比
  

  为便于观察针片状粗骨料对泵送混凝土性能的影响,在其它条件不变的前提下,选取粗骨料的针片状含量分别为8%、16%、24%,混凝土设计强度等级为C30与C50,综合考虑混凝土的泵送性能和经济成本,在强度保证的前提下,掺用I级粉煤灰取代15%的水泥,试验配合比见表4。


  
  2  试验结果与分析
  

  2.1粗骨料针片状含量对泵送混凝土坍落度的影响


  为使混凝土达到良好的泵送施工效果,坍落度一般控制在20cm左右,扩展度控制在50cm左右,试验测得粗骨料中针、片状含量对C30和C50泵送混凝土坍落度的影响见图1。

  
  由图1可见,两种强度等级的混凝土拌合物的坍落度均随着针片状含量的增加而呈现减小的趋势,当针片状含量超过16%时。坍落度下降较大。高强度等级混凝土表现更为明显。试验中还发现,随粗骨料针片状含量增加,坍落度损失和流动度损失均明显增大。在C50混凝土中,针片状含量达到24%时,拌合物产生离析、泌水,还会出现露石现象。这是因为针片状骨料较多时,混凝土在流动过程中易造成互相之间的机械啮合,针片状骨料间摩擦阻力大,致使坍落度、扩展度小;同样重量的粗骨料,针片状骨料的比表面积大于扁圆、方圆形骨料,吸水量也大,从而造成游离水相对较少。流动性变差;较大比表面积需要更多的浆体来包裹,在浆体量一定情况下,针片状骨料含量越多,混凝土粘聚性越不好,越易出现离析和泌水现象。这种作用对低水胶比的高强混凝土影响更为明显。大量工程实践表明,针片状骨料在混凝土中常常是倾向于一个方向排列的,即大都呈水平排列,所以其骨料下方水灰比增大,使得局部水泥水化程度及水化速度发生变化,导致坍落度及流动度损失增大。
  
  2.2粗骨料针片状含量对泵送混凝土强度的影响
  
  采用不同针片状含量粗骨料所配制的泵送混凝土各龄期抗压强度试验结果见图2和图3。
  
  由图2、图3可以看出,混凝土的立方体抗压强度随粗骨料针片状含量的增加而降低。当针片状含量较大时,粗骨料的比表面积增大,浆体相对较少,不能够充分包裹骨料,使得浆体与骨料界面区的缺陷增多;同时,针片状骨料由于其粒形的特点,在浆体中易发生水平定向排列,造成骨料下方局部水灰比增大,在振捣过程中还会阻滞气泡上浮,从而在骨料下方界面处产生较多的孔洞和裂缝,因此,针片状骨料含量的增加,造成了混凝土体系薄弱环节的增多,导致了混凝土强度的降低。而当针片状含量较低时,浆体相对充足。有利于振捣成型,混凝土整体结构更加均匀,
  

  强度相对较高。针片状含量对于低强度等级混凝土的早期强度影响不大,但随着龄期的延长,针片状含量越低的混凝土后期强度增长率越高。而对于高强度等级的混凝土而言,其抗压破坏形式不仅是沿界面的剥落,还有部分粗骨料本身被压碎,在其他组分的品种与用量均相同的情况下,粗骨料的坚韧性越好,混凝土的抗压强度值就越高,针片状粗骨料的坚韧性比普通粒形骨料的坚韧性差很多,因此,粗骨料针片状含量对高强度等级混凝土抗压强度的影响较低强度等级混凝土更为明显。


  
  3  结语
  
  (1)随着粗骨料针片状含量的增加,新拌混凝土的和易性变差,在针片状含量较高时,易产生离析、泌水和骨料外露现象;硬化混凝土的抗压强度随粗骨料针片状含量的增加而降低,并且,对高强度等级混凝土抗压强度的影响较低强度等级混凝土更为明显。因此,泵送施工的混凝土,应尽量选择扁圆、方圆状含量高的粗骨料。
  
  (2)有效控制租骨料针片状含量,不仅便于泵送与施工,更有利于提高建筑工程质量,综合考虑混凝土的和易性与强度,针片状粗骨料含量应尽量控制在16%以内。
  
  参考文献
  

  [1]李良茂.针片状骨料对混凝土性能的影响[J].混凝土与水泥制品。1990,2—5.


  [2]葛兆明,陈敏,等.几个重要因索对高强泵送混凝土的影响。[J].混凝土,2000.(1):25—27.
  
  [3]文梓芸.汪在芹.李珍,等.混凝土骨料性能和制造工艺[M].广州:华南理工大学出版社,1999.
  
  【作者简介】张景琦(通辽市建设工程质量监督站),男(1962一),高级工程师,从事质量监督管理工作;江守恒、朱卫中(黑龙江省謇地建筑科学研究院)。
  
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