湯永學(xué)

(國(guó)家水泥及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(廣東)， 廣東 蕉嶺 514100)

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到了快速的發(fā)展，工程項(xiàng)目的建設(shè)日益增加，而混凝土作為應(yīng)用最廣泛的施工材料，其性能也越來(lái)越受重視。其中，硅灰是混凝土常見(jiàn)的摻和料，能夠有效提高混凝土的工作性能、強(qiáng)度及耐久性，研究摻硅灰對(duì)混凝土性能的影響具有十分重要的意義。

1 材料及準(zhǔn)備事項(xiàng)

1.1 實(shí)驗(yàn)用C30 混凝土

包括水；礦渣硅酸鹽水泥；中砂細(xì)骨料（細(xì)度模數(shù)控制在2.3-3.0，實(shí)際含泥量為 1.0%）；砂卵石石料粗骨料（兩個(gè)級(jí)配性質(zhì)的砂卵石石料組成，粒徑范圍為5～20mm，具體含泥量為0.5%，其中粒徑在5～10mm范圍占比為66.7%，在10～20mm范圍占比33.3%）；微硅灰。

1.2 完善試驗(yàn)準(zhǔn)備

本次試驗(yàn)取C30混凝土應(yīng)用，具體配合比依據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（簡(jiǎn)稱“規(guī)范”）具體要求開(kāi)展。相關(guān)流動(dòng)性試驗(yàn)依據(jù)《公路工程及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》中所設(shè)計(jì)坍落度儀法開(kāi)展。坍落度在具體開(kāi)展期間，需行標(biāo)準(zhǔn)坍落度試驗(yàn)，公式為，坍落度（mm）=300-實(shí)際檢測(cè)高度，范圍在 0-30mm之間者，可取要求予以滿足。儀器含方孔篩、振搗棒、量杯、電了天平等。

2 試驗(yàn)過(guò)程概括

2.1 配合比設(shè)計(jì)

（1）1m3，C30混凝土具體強(qiáng)度方面的設(shè)計(jì)

fcu，0fcu，k+1.645σ；

（fcu，k=30MPa，依據(jù)規(guī)范查表 4.0.2，取σ=5.0MPa）；

故可按下列公司設(shè)計(jì)強(qiáng)度計(jì)算值fcu，030+1.645×5.0=38.225MPa。

（2）水膠比配比方程

W/B=（αa·fb）（/ fcu，0+αa·αb· fb）；

（依據(jù)規(guī)范查表5.1.2 粗骨料確定為卵石時(shí)，取αa=0.49，αb=0.13）；

fb=γf·γs·fce=γf·γs·γc·fce，g

故水膠比可按W/B=0.44設(shè)置。

因本試驗(yàn)在夏季開(kāi)展，為手動(dòng)拌和，且有硅灰加入，易減小混凝土流動(dòng)性，為對(duì)混凝土流動(dòng)性具體要求予以滿足，需將水膠比比例適當(dāng)增加，W/B設(shè)置為0.50，并對(duì)規(guī)范表3.0.4具體要求予以滿足。

（3）用水量分析

在本組試驗(yàn)中，所用炎塑性混凝土，具體的坍落度選擇在10～30mm，應(yīng)用材料為中砂，通過(guò)對(duì)規(guī)范表5.2.1-2 查詢得知：實(shí)際用水量可取mw0=190kg/m3。

（4）確定膠凝材料用量

綜上分析，膠凝材料具體用量應(yīng)用mb0=mw0/（ W/B）=190/0.5=380kg。為對(duì)硅灰具體影響混凝土凍融循環(huán)情況展開(kāi)探討，依據(jù)據(jù)試驗(yàn)所定的方案，從硅灰對(duì)混凝土在具體流動(dòng)性能方面的影響為出發(fā)點(diǎn)，就四組摻硅灰比存在一定差異的 C30混凝土配比進(jìn)行配備。

（5）砂率βs設(shè)置

通過(guò)對(duì)規(guī)范表5.4.2查詢，當(dāng)水膠比按W/B=0.5設(shè)置時(shí)，卵石以20mm為最大粒徑時(shí)，砂率經(jīng)評(píng)估為29%～34%，本次研究取砂率βs=30%。

（6）粗細(xì)骨料用量計(jì)算

mc0+ms0+mg0+mw0+mf0=mcp

βs=ms0（/ ms0+mg0）×100%

故細(xì)骨料用量具體為ms0=549kg/m3，粗骨料用量具體為mg0=1281kg/m3。

（7）混凝土配合比分析

對(duì)（1）-（6）綜合，1m3C30混凝土具體所用材料如表1。

表1 單位體積所需材料用量

材料 水 膠凝材料 細(xì)骨料 粗骨料質(zhì)量（kg） 190 380 549 1281

2.2 具體試驗(yàn)過(guò)程

（1）依據(jù)3.1配合比開(kāi)展設(shè)計(jì)的結(jié)果，就所需試驗(yàn)原材料進(jìn)行分別稱取。

（2）完善坍落度試驗(yàn)

因硅灰摻量可極大的影響混凝土流動(dòng)性，故，應(yīng)根據(jù)混凝土具體的坍落度試驗(yàn)結(jié)果對(duì)混凝土實(shí)際用水量適度調(diào)整。首先在開(kāi)展摻15%硅灰的坍落度試驗(yàn)時(shí)。

對(duì)摻15%硅灰的實(shí)驗(yàn)用混凝土具體的坍落度進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果為9mm，但不及10mm，故采用此配合比在完成摻15%硅灰操作時(shí)，與混凝土在流動(dòng)性方面的要求無(wú)法滿足，故應(yīng)對(duì)配合比予以調(diào)整。在水膠比等元素不變的條件下，將取水量適度增加，經(jīng)反復(fù)調(diào)試，得出200kg/m3取用水量可對(duì)要求滿足，坍落度經(jīng)測(cè)定為12mm時(shí)，可對(duì)流動(dòng)性要求滿足，故對(duì)混凝土配合比獲取。

依據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)和開(kāi)展試驗(yàn)獲取的結(jié)果，以系列的分析得出，硅灰含量在呈越多顯示時(shí)，其混凝土流動(dòng)性居越低水平，故，取摻 15%硅灰比例的混凝土應(yīng)用，在流動(dòng)性方面與相關(guān)規(guī)范要求符合，取其它≤15%比例的硅灰加入，也可對(duì)規(guī)范要求滿足。

3 結(jié)果與分析

3.1 配合比優(yōu)化分析

經(jīng)試驗(yàn)顯示，基準(zhǔn)配合比呈不變狀態(tài)下，與混凝土流動(dòng)性方面的要求和易性方面的要求符合，摻0%、5%、10%、15%比例的硅灰，可就硅灰對(duì)混凝土在流動(dòng)性、易性方面所造成影響的最佳配合比得出，見(jiàn)表2。3.2 摻硅灰比例同混凝土流動(dòng)性關(guān)系

表2 單位體積混凝土各材料用量（kg）

摻硅灰比設(shè)置為0%、5%、10%、15%的實(shí)驗(yàn)用混凝土拌合物，摻硅灰比不同，混凝土所呈現(xiàn)出的坍落度也呈明顯差異。摻硅灰比具體為0%時(shí)，其所對(duì)應(yīng)的坍落度為25mm；當(dāng)將摻硅灰比提至5%時(shí)，相應(yīng)坍落度按17mm驟降；當(dāng)摻硅灰比提至10%，相應(yīng)坍落度表現(xiàn)為15mm；當(dāng)摻硅灰比提至15%，相應(yīng)坍落度經(jīng)評(píng)估僅為12mm，呈線性相關(guān)。

摻硅灰比對(duì)混凝土流動(dòng)性能造成影響的具體原因?yàn)楣杌业牧较噍^水泥呈較小顯示，吸水性方面均較水泥更為強(qiáng)烈，故相同水膠相比，在摻硅灰比提高的情況下，混凝土流動(dòng)性呈減弱顯示。

4 結(jié)論

綜上，硅灰是常見(jiàn)的自硅鐵冶煉工業(yè)廢氣中予以收集的一種副產(chǎn)品，在混凝土中摻入，可使混凝土性能迅猛提高，發(fā)揮重要的在環(huán)保和經(jīng)濟(jì)方面的作用。本文對(duì)摻硅灰影響混凝土性能展開(kāi)研究，結(jié)果示，為促混凝土性能最大程度增強(qiáng)，摻硅灰比例最高可達(dá)15%，以供借鑒應(yīng)用。

[1]硅灰對(duì)混凝土性能影響的研究進(jìn)展[J].王磊石.四川水泥.2015(02)

[2]淺談硅灰和粉煤灰對(duì)混凝土的影響[J].孫揚(yáng).黑龍江科技信息.2016(36)