導(dǎo)語(yǔ)：C50預(yù)應(yīng)力混凝土配制和性能研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

近年來(lái)，我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的速度突飛猛進(jìn)，混凝土的用量也大大增加。砂石作為混凝土中的主要原料，由于天然砂資源的日益枯竭，國(guó)家環(huán)保、能耗雙控政策的實(shí)施，大規(guī)模推廣機(jī)制砂，是保持混凝土行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然舉措[1-2]。但是由于我國(guó)機(jī)制砂的區(qū)域特性，生產(chǎn)工藝，質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的參差不齊導(dǎo)致機(jī)制砂混凝土在應(yīng)用過(guò)程中存在一系列問(wèn)題，比如級(jí)配不良、粒形較差、石粉含量偏高等缺點(diǎn)，為配制高流動(dòng)性、高耐久性混凝土帶來(lái)一定的困難[3-4]。為此，論文以云南某高速公路為依托，該項(xiàng)目地處云南高原地區(qū)，晝夜溫差大，大風(fēng)氣候多，T梁采用c50預(yù)應(yīng)力混凝土，水化熱較高，當(dāng)?shù)責(zé)o河砂資源，且普通機(jī)制砂由于級(jí)配不良，石粉含量高，易導(dǎo)致T梁開(kāi)裂等問(wèn)題。針對(duì)此問(wèn)題，論文通過(guò)水洗機(jī)制砂質(zhì)量控制，配合比設(shè)計(jì)，研究了不同變量條件下C50預(yù)應(yīng)力混凝土工作性，抗壓強(qiáng)度和早期開(kāi)裂性能的變化規(guī)律，獲得工作性能、力學(xué)性能和抗開(kāi)裂能力優(yōu)異的C50預(yù)應(yīng)力混凝土。

1原材料

1.1水泥

水泥為云南彌勒某廠生產(chǎn)的P·O52.5級(jí)水泥，性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

1.2摻合料

粉煤灰為云南宣威某公司生產(chǎn)的Ⅰ級(jí)粉煤灰，性能指標(biāo)見(jiàn)表2，礦渣粉為云南某公司生產(chǎn)的S75級(jí)礦渣粉，性能指標(biāo)見(jiàn)表3。

1.3集料

細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表4；粗集料技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表5。

2試驗(yàn)方法

T梁C50預(yù)應(yīng)力混凝土工作性能、力學(xué)性能及早期抗裂性能分別根據(jù)GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T50081-2019《混凝土物理力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T50082-2009《普通混凝長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行試驗(yàn)。

3試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1砂種類對(duì)混凝土性能的影響

在配合比其他參數(shù)不變的條件下，改變砂的種類，研究其對(duì)T梁C50預(yù)應(yīng)力混凝土工作性能和力學(xué)性能的影響規(guī)律，試驗(yàn)配合比與結(jié)果見(jiàn)表7和表8。根據(jù)表8可知，對(duì)于混凝土的工作性能，用河砂配制的效果最好，普通機(jī)制砂配制的效果最差，而水洗機(jī)制砂在兩者之間。對(duì)于混凝土的抗壓強(qiáng)度，用水洗機(jī)制砂配制的強(qiáng)度最高，普通機(jī)制砂配制的強(qiáng)度最低，河砂配制的混凝土強(qiáng)度在兩者之間。這是因?yàn)楹由氨砻婀饣?、顆粒圓潤(rùn)，且級(jí)配合理，所以用其配制的混凝土不僅具有較好的工作性能，而且混凝土比較密實(shí)，抗壓強(qiáng)度也較高；普通機(jī)制砂則是因?yàn)橹虚g級(jí)配顆粒較少，存在“兩頭大中間小”的斷級(jí)配現(xiàn)象，且其表面多棱角，所以用其配制的混凝土工作性能較差，并且由于普通機(jī)制砂石粉含量較多，易導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂，級(jí)配不良的機(jī)制砂造成混凝土孔隙率增加，多重因素的作用下導(dǎo)致混凝土的抗壓強(qiáng)度降低；而水洗機(jī)制砂其顆粒級(jí)配連續(xù)，細(xì)度模數(shù)適中，但因其表面有棱角沒(méi)有河砂圓潤(rùn)，造成其流動(dòng)性稍差。另一方面，用其配制的混凝土比較密實(shí)，且水洗機(jī)制砂表面的棱角性導(dǎo)致其與水泥漿的界面結(jié)合力較強(qiáng)，配制的混凝土抗壓強(qiáng)度最高。

3.2砂率對(duì)混凝土性能的影響

保持其余參數(shù)不變，改變砂率，研究水洗機(jī)制砂摻量對(duì)混凝土工作性和強(qiáng)度的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表9所示。由表9可知，隨著水洗機(jī)制砂摻量的增加混凝土的坍落度、擴(kuò)展度以及抗壓強(qiáng)度呈先增加后減小的趨勢(shì)，水洗機(jī)制砂的砂率為40%和42%時(shí)，混凝土工作性能較好，砂率為40%時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度最高。這是由于水洗機(jī)制砂摻量較小時(shí)，在水膠比一定的情況下，砂漿量較少，不能完全包裹粗骨料的表面和填充骨料間的空隙，造成混凝土中粗骨料堆積，空隙率增加，使混凝土的工作性較差，硬化后的混凝土抵抗荷載的能力較低；而隨著水洗機(jī)制砂摻量的提高，漿體量逐漸增加，在一定范圍內(nèi)可以完全包裹骨料和填充空隙，達(dá)到最優(yōu)摻量，使混凝土的工作性和密實(shí)性達(dá)到最佳狀態(tài)，抗壓強(qiáng)度也隨之增加；但過(guò)高的水洗機(jī)制砂摻量，在水泥漿體一定時(shí)，水泥漿體用于包裹砂顆粒的量增多，可以自由流動(dòng)的漿體量變少，所以混凝土的流動(dòng)性變差，另一方面砂率過(guò)高時(shí)，混凝土中粗集料減少，其骨架作用降低，界面結(jié)合力減弱，導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度有所下降。

3.3礦物摻合料對(duì)水洗機(jī)制砂混凝土性能的影響

根據(jù)上節(jié)試驗(yàn)結(jié)果，選用水洗機(jī)制砂，其余參數(shù)不變，改變礦物摻合料的種類和摻量，分析混凝土性能的變化，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表10。根據(jù)表10可知，礦物摻合料摻量增加同時(shí)，混凝土的工作性能逐漸變好，而抗壓強(qiáng)度隨之降低。且粉煤灰對(duì)混凝土工作性能的改善要優(yōu)于礦渣粉，而礦渣粉對(duì)混凝土早期強(qiáng)度的作用優(yōu)于粉煤灰。因?yàn)榈V物摻合料的加入可以充分發(fā)揮其“微集料效應(yīng)”、“形態(tài)效應(yīng)”，填充于混凝土結(jié)構(gòu)中，改善混凝土的和易性。但粉煤灰微觀形態(tài)為表面光滑的玻璃微珠，能起到良好的滾珠作用，增強(qiáng)流動(dòng)性，而礦渣粉的微觀形貌是不規(guī)則結(jié)構(gòu)，對(duì)混凝土工作性的改善弱于粉煤灰[5]。力學(xué)性能方面，粉煤灰本身不具備水化硬化的特點(diǎn)，只有在硅酸鹽水泥等條件的激發(fā)下，才具有強(qiáng)度,且參與水化反應(yīng)的速度緩慢；而礦渣粉自身能水化硬化，參與水泥水化反應(yīng)速度快，活性能充分發(fā)揮，所以用礦渣粉配制的混凝土早期強(qiáng)度要高于粉煤灰。而水膠比一定時(shí)，礦物摻合料摻量增加，水泥用量不斷減小，水化反應(yīng)生成的Ca（OH）2減少，反應(yīng)速率降低，導(dǎo)致混凝土的抗壓強(qiáng)度隨礦物摻合料摻量的增加而下降。

3.4水洗砂石粉含量對(duì)混凝土抗裂和抗碳化性能的影響

調(diào)整水洗砂的石粉含量，分別以2%、5%、7%、10%的摻量進(jìn)行試驗(yàn)，其余參數(shù)不變，根據(jù)《普通混凝長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》GB/T50082-2009，選用平板刀口約束法進(jìn)行開(kāi)裂試驗(yàn)，結(jié)果如圖1所示?；炷恋目顾疂B性能采用滲水高度法來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如圖2所示。由圖1和圖2可知，當(dāng)石粉含量增加，混凝土的最大裂縫寬度和單位面積上總開(kāi)裂面積，以及滲水高度呈先降低后增大的趨勢(shì)，混凝土抗開(kāi)裂性能和抗水滲性能在石粉含量為7%時(shí)最優(yōu)。這是由于石粉對(duì)混凝土性能的影響是相對(duì)的，石粉含量變化時(shí)，石粉的“正負(fù)效應(yīng)”強(qiáng)弱也不同[6]。當(dāng)水洗機(jī)制砂中石粉含量偏低時(shí)，水洗機(jī)制砂整體偏粗，配制出的C50預(yù)應(yīng)力混凝土和易性較差，密實(shí)度較低，混凝土內(nèi)部滲水通道增加，因此抵抗開(kāi)裂和滲水的能力較弱。但石粉含量過(guò)高時(shí)，水泥石或界面過(guò)渡區(qū)中出現(xiàn)游離態(tài)的石粉，界面結(jié)合力減弱，且石粉也易飄浮于混凝土表面，硬化后在混凝土表面形成軟弱層，易引起開(kāi)裂，增加水和有害離子的侵入風(fēng)險(xiǎn)，從而降低混凝土性能。所以在石粉含量變化的過(guò)程中，存在一個(gè)最佳的石粉含量，能充分發(fā)揮石粉的“填充效應(yīng)”，可以增加混凝土拌合物的密實(shí)度和穩(wěn)定性，達(dá)到增強(qiáng)混凝土抵抗開(kāi)裂和抵御水及外來(lái)有害物質(zhì)的侵蝕能力。

4工程應(yīng)用情況

以云南某高速公路為依托，當(dāng)?shù)責(zé)o河砂資源，普通機(jī)制砂含粉較重，級(jí)配不良，因此根據(jù)上文研究結(jié)果，結(jié)合項(xiàng)目晝夜溫差大，大風(fēng)氣候多的氣候條件，為避免混凝土開(kāi)裂，采用水洗機(jī)制砂搭配粉煤灰，控制石粉含量在7%左右，40%的砂率，粉煤灰摻量為49kg/m3，配制T梁C50預(yù)應(yīng)力混凝土。澆筑期間工作性良好，澆筑完成后對(duì)混凝土進(jìn)行保溫、保濕養(yǎng)護(hù)，后期對(duì)混凝土和實(shí)體構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)，采集大量數(shù)據(jù)，結(jié)果表明：試塊的3天評(píng)定強(qiáng)度為48.6MPa，7天評(píng)定強(qiáng)度為55.2MPa，28天評(píng)定強(qiáng)度為64.5MPa，28天實(shí)體回彈強(qiáng)度為62.2MPa，各項(xiàng)指標(biāo)滿足施工設(shè)計(jì)要求，且實(shí)體構(gòu)件外觀良好，無(wú)裂縫、氣泡等不良問(wèn)題產(chǎn)生，如圖3所示。

5結(jié)論

①用水洗機(jī)制砂配制C50預(yù)應(yīng)力混凝土的工作性能介于河砂混凝土與普通機(jī)制砂混凝土之間，而力學(xué)性能優(yōu)于其它兩種砂配制的同配合比混凝土。②混凝土的坍落度、擴(kuò)展度以及抗壓強(qiáng)度隨著砂率的增加呈先增加后減小的趨勢(shì)，當(dāng)砂率為40%時(shí)，混凝土工作性能和力學(xué)性能的綜合效果最好。③水洗機(jī)制砂配制C50預(yù)應(yīng)力混凝土，使用粉煤灰的綜合效果要優(yōu)于礦渣粉，當(dāng)粉煤灰摻量為49kg/m3時(shí)，效果最佳。④當(dāng)水洗砂石粉含量為7%時(shí)，C50預(yù)應(yīng)力混凝土的抗裂性能和抗水滲性能最好，并成功應(yīng)用于晝夜溫差大，大風(fēng)氣候多的環(huán)境中。

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作者：李翔 黨飛 張亞峰 單位：云南建投綠色高性能混凝土股份有限公司