王　穎，　夏云豐

(中交一航局第三工程有限公司,遼寧 大連 116031)

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不同吸水率的砂對混凝土性能的影響

王穎，夏云豐

(中交一航局第三工程有限公司,遼寧 大連 116031)

摘要：在港口混凝土工程中，原材料是影響混凝土質(zhì)量的重要因素，關(guān)系到整個工程的質(zhì)量及工程的成本。砂子、水泥、粗骨料都是影響混凝土拌合物用水量、和易性、后期強度以及耐久性的重要因素。針對上述技術(shù)指標，主要研究了不同吸水率的砂對混凝土強度、抗凍性和抗?jié)B性等耐久性技術(shù)指標的影響。試驗結(jié)果表明，隨著砂子吸水率的減小，混凝土的抗壓強度及劈裂強度逐漸增大，抗氯離子滲透性、抗?jié)B性和抗凍性增強。這一結(jié)論可為混凝土工程提供技術(shù)指導及質(zhì)量保證依據(jù)。

關(guān)鍵詞：混凝土；強度；抗凍性；抗?jié)B性；抗氯離子滲透性

近年來，隨著大量混凝土工程項目的開工建設，混凝土用砂的供應量已顯不足，尤其是河砂。根據(jù)《水運工程質(zhì)量檢驗標準》(JTS 257—2008)進行檢測，符合標準的砂越來越少，在符合標準的條件下，砂的特性也有所不同，如砂的含泥量大、風化比較嚴重或吸水率較大等。在拌制混凝土時，這些特性都會影響混凝土的各種性能，如用水量大、增加水泥用量、外加劑摻量大、增加施工成本，甚至會降低混凝土強度及耐久性等[1-4]，直接影響到工程質(zhì)量并增加施工成本。不同特性砂對混凝土性能的影響會有所不同[5]，為此開展了不同吸水率的砂(砂的采集來自大連中交系統(tǒng)各項目部)對膠砂強度、混凝土強度及耐久性影響的研究。

1 試驗用砂

1.1 砂的選定

從大連周邊中交系統(tǒng)各項目部選取四種不同產(chǎn)地的砂，經(jīng)試驗檢測，根據(jù)砂的吸水率、風化程度、含泥量及細度等重要指標的不同將砂分為四組，編號為1#、2#、3#、4#。將四組砂分別進行膠砂強度試驗、混凝土試拌、強度及耐久性等試驗，然后進行對比分析。經(jīng)試驗檢測，砂的物理和化學指標如表1和表2所示。

表1 砂的物理技術(shù)指標

表2 砂的化學技術(shù)指標

2 膠砂強度試驗

依據(jù)《水泥膠砂流動度測定方法》(GB/T 2419—2005)對四種砂進行水泥膠砂流動度試驗。以流動度達到190～210 mm為標準，調(diào)整四種砂所需的用水量，并成型膠砂試件，在標準養(yǎng)護條件下養(yǎng)護至相應的齡期測試強度。試驗結(jié)果見表3。由表3可以看出，隨著砂吸水率的減小，所制備膠砂試件的需水量比逐漸下降，而膠砂抗折強度和抗壓強度逐漸提高。

表3 膠砂強度

3 混凝土性能試驗

3.1 原材料選定

水泥：采用A牌P·O 42.5級普通硅酸鹽水泥，其初凝時間204 min、終凝時間240 min、安定性沸煮法合格；石子：表觀密度2 720 kg/m3，粒徑5～25 mm，級配良好；外加劑：采用B牌減水劑；引氣劑：采用C牌。

3.2配合比的選定

根據(jù)表4混凝土配合比對1#、2#、3#和4#四種砂進行混凝土試驗。設計強度C40，水灰比和用水量相同。

1#、2#、3#和4#四種砂所制備的新拌混凝土拌合物的性能指標見表5。由表5可見，四種新拌混凝土拌合物的坍落度均在180～200 mm，擴展度均大于420 mm，重度2 340～2 370 kg/m3，含氣量5.0%～7.0%，初凝時間618～738 min，終凝時間792～924 min。

表4 混凝土配合比

表5 拌合物試驗結(jié)果

3.3混凝土強度試驗

1#、2#、3#和4#四種砂所制備混凝土不同養(yǎng)護齡期的抗壓強度測試結(jié)果見表6。由表6可見，隨著砂子吸水率的減小，混凝土的3 d、7 d、28 d和90 d的強度均逐漸增大，其中，3 d強度的極差為4.1 MPa，7 d強度的極差為6.3 MPa，28 d強度的極差為9.2 MPa，90 d強度的極差為9.6 MPa。

表6 混凝土抗壓強度試驗結(jié)果　MPa

1#、2#、3#和4#四種砂所制備混凝土不同養(yǎng)護齡期的劈裂強度測試結(jié)果見表7。由表7可見，劈裂強度隨砂吸水率的變化規(guī)律與抗壓強度相似，隨著砂子吸水率的減小，混凝土的3 d、7 d、28 d強度逐漸增大，但整體變化幅度不大。

3.4 混凝土氯離子滲透性試驗

表7 混凝土28 d劈裂強度試驗結(jié)果　MPa

1#、2#、3#和4#四種砂所制備混凝土的氯離子滲透性試驗測試結(jié)果見表8。由表8可見，氯離子滲透性隨砂吸水率的變化規(guī)律與強度相似，隨著砂子吸水率的減小，混凝土的氯離子滲透濃度逐漸從2 180.8 C減小到1 895.6 C，抗?jié)B能力逐漸增強。也即砂吸水率較小的3#、4#混凝土的抗氯離子滲透性略優(yōu)于砂吸水率較大的1#、2#混凝土。

表8 氯離子滲透性試驗結(jié)果　C

3.5 混凝土抗?jié)B試驗

1#、2#、3#和4#四種砂所制備混凝土的滲水高度測試結(jié)果見表9。由表9可見，隨著砂子吸水率的減小，混凝土的滲水高度逐漸減小，抗?jié)B性能逐漸提高。也即砂吸水率較小的3#、4#混凝土的抗?jié)B性能略優(yōu)于砂吸水率較大的1#、2#混凝土。

表9 抗?jié)B試驗結(jié)果 mm

3.6 混凝土抗凍試驗

1#、2#、3#和4#四種砂所制備混凝土的凍融質(zhì)量損失和相對動彈性模量試驗結(jié)果分別見表10和表11。由表中數(shù)據(jù)可見，1#、2#、3#、4#混凝土經(jīng)過350次凍融循環(huán)后，抗凍性試驗結(jié)果較為接近，質(zhì)量損失均較??；相對動彈性模量均大于92%，均能滿足設計要求。

表10 抗凍混凝土重量損失試驗結(jié)果

表11 抗凍混凝土相對動彈模量試驗結(jié)果

4結(jié)論

(1)隨著砂子吸水率的減小，混凝土的抗壓強度及劈裂強度逐漸增大。

(2)隨著砂子吸水率的減小，氯離子滲透性隨砂吸水率的變化規(guī)律與強度相似，隨著砂子吸水率的減小，混凝土的氯離子滲透濃度逐漸從2 180.8 C減小到1 895.6 C，抗?jié)B能力逐漸增強。

(3)隨著砂子吸水率的減小，混凝土的滲水高度逐漸減??；抗?jié)B性能逐漸提高。

(4)1#、2#、3#、4#混凝土經(jīng)過350次凍融循環(huán)后，抗凍性試驗結(jié)果較為接近，質(zhì)量損失均較??；相對動彈性模量均大于92%，均能滿足設計要求。

參考文獻

[1]王雅杰.砂子含水量對混凝土的影響[J].散裝水泥，2005(1):30

[2]劉國棟，關(guān)志梅，魏春濤，等.砂子含泥量對摻用聚羧酸高效減水劑混凝土性能的影響及有效對策[J].商品混凝土，2008(3):15-18

[3]袁 杰.含泥量對高性能混凝土耐久性影響[J].混凝土，2003,166(8):31-33

[4]曹萬智，常自奮，李秀芝．砂子泥含量及三氧化硫含量超標的混凝土質(zhì)量情況評定[J].混凝土，2000，131(9):40-43

[5]趙營,蔣開東,張 亮,等.砂部分品質(zhì)因素對混凝土性能影響的研究[J].工程質(zhì)量， 2015,33(8):74-79

收稿日期：2015-08-10

作者簡介：王穎(1980—)，女，工程師，主要從事混凝土測試及性能研究工作

DOI：10.13219/j.gjgyat.2016.04.015

中圖分類號：TU528.04

文獻標識碼：A

文章編號：1672-3953(2016)04-0058-03

Research on the Influence of Different Water-Absorptivity Sand on Performance of Concrete

Wang Ying， Xia Yunfeng

(Third Engineering Co. Ltd. of the 1st Navigation Administration Bureau of the Communication Ministry of the PRC,Dalian 116031,China)

Abstract:In harbor concrete projects,raw materials play an important role in affecting the quality of concrete, which is closely related to both the cost and the quality of the whole project.Sand,cement and coarse aggregate all have an important effect on the water content and the workability of the concrete mixture as well as on the later strength and the durability of hardened concrete.With all the above-mentioned technical targets taken into accounts,the study of the effects of different water-absorptivity sand on the strength,the freezing and thawing resistance and the anti-permeability and other durable indexes is focused on in this paper.Experimental results show that the compressive and splitting strength,resistance to the permeability of chloride ions,the anti-permeability and the freezing and thawing resistance all increase or improve gradually with the reduction of the water absorption of sand.The result of the research may provide technical guidance for concrete projects and help ensure the quality of concrete.

Key words:concrete;strength;freezing resistance;anti-permeability;performance of the anti-permeation of chlorine ions