水泥凈漿和砂漿流動度與混凝土流變性能相關性試驗

武斌

(深圳港創建材股份有限公司)

水泥凈漿和砂漿流動度與混凝土流變性能相關性試驗

武斌

(深圳港創建材股份有限公司)

通過凈漿、砂漿與混凝土流動性的相關性試驗，確認了砂漿坍落擴展度與混凝土坍落擴展度具有很好的相關性。與采用凈漿法檢測粉煤灰相比，可靠性更高，與混凝土試驗相比，砂漿坍落擴展度試驗更省時、省力，能有效檢測和評價粉煤灰對混凝土的流動性影響。

凈漿流動度；砂漿坍落擴展度；混凝土坍落擴展度；相關性

1　前言

隨著國家環保要求的提高，火力發電站的使用將嚴格控制，從而導致混凝土主要礦物摻合料粉煤灰的產量大大降低，為了保證混凝土使用合格粉煤灰，水泥凈漿擴展度試驗因其具有省時、省料和簡捷的特點被多數商品混凝土生產企業用于粉煤灰的進貨檢驗。但是，由于新拌水泥漿與新拌混凝土組成之間的明顯差異，凈漿法未考慮砂石對混凝土的流動性影響，水泥凈漿的主要流變性能表現為粘性體，而砂漿和混凝土的主要流變性能表型為塑性體，因此理論上認為砂漿擴展度與混凝土坍落度之間相關性要好于水泥凈漿流動度與混凝土坍落擴展度之間的相關性，因此水泥凈漿試驗結果有時難以指導混凝土的試配生產。

傳統的混凝土坍落度試驗方法雖能準確的反映粉煤灰的真實性能，但是其缺點也很明顯，如費時、費力、費料等。因此本文研究了35個粉煤灰樣品凈漿流動度和砂漿擴展度與具有相同配合比的混凝土坍落擴展度之間的相關性。

2　試驗方法步驟與原材料

2.1實驗方法步驟

⑴檢測試驗所需的所有原材料包括水泥、粉煤灰、外加劑、普通砂、碎石等物理性能

⑵使用不同等級粉煤灰和細石粉試配C30混凝土，其配合比為公司生產基準配合比，見下表4。檢測混凝土坍落度和擴展度。

⑶以粉煤灰取代30%水泥按照GB/T8077-2012《混凝土外加劑勻質性試驗方法》外加劑水泥凈漿流動檢測不同等級的粉煤灰及細石粉凈漿流動度實驗

⑷以C30混凝土中的砂漿相同比例，檢測不同粉煤灰與普通砂的砂漿擴展度法，由于混凝土中有部分水被石子吸附，所以砂漿中水灰比要比相應混凝土的水灰比低，經前期探索實驗其差值可以取0.08；

⑸統計三種簡易方法之間相關性以及其與混凝土流動性的相關性。

2.2原材料

水泥：臺泥P.O 42.5，標準稠度用水量25.8%，初凝時間154m i n，終凝時間219m i n。

砂：東莞中砂，細度模數2.7，含泥量0.5%，泥塊含量0.5%，表觀密度2630kg/m3，堆積密度1630kg/m3，緊密密度1760kg/m3。

石：博羅金業碎石，粒徑5～25m m，壓碎指標11.2%，含泥量0.6%，泥塊含量0.4%，針片狀含量4%，表觀密度2610kg/m3，堆積密度1370kg/m3，緊密密度1500kg/m3，空隙率48%。

減水劑：四威聚羧酸高效減水劑，減水率26%，固含量10.4%，pH值5.45。

3　試驗結果與討論

35個粉煤灰樣品的編號及主要物理性能如表1所示，凈漿流動度試驗配比、砂漿擴展度試驗配比和C30混凝土試驗配比分別如表2、表3及表4所示，試驗結果如表5所示。

3.1凈漿流動度與混凝土坍落度的關系

從表5中我們可以看出24號樣品的凈漿流動度最小，為185m m，對應的混凝土坍落度為50m m，凈漿流動度最大的是4號樣品，為305m m，對應的混凝土坍落度為200m m。而從混凝土角度看，32、33、34及35號樣品的坍落度都較小，相對應的凈漿流動度也較小，這表明二者之間有一定的相關性，但并不絕對，如20號樣品的坍落度有200m m，但相對應的凈漿流動度只有265m m。從圖1中我們可以看出，隨凈漿流動度185m m增加到305m m，混凝土坍落度大致相應地從30 m m增加到210m m，凈漿流動度與混凝土坍落度的一元線性回歸方程為y=1.8423x-361.56，相關系數R=0.79。另，從表5中36號（石粉）的流變性可看出，雖凈漿流動度適中，但膠砂流動度、混凝土坍落擴展度都較小，與三級灰相當。

表1　粉煤灰樣品物理性能

表2　凈漿流動度試驗配比

表3　砂漿擴展度配比

表4　C30混凝土配比

圖1　凈漿流動度與混凝土坍落度的關系

3.2凈漿流動度與混凝土擴展度的關系

同樣，我們從表5中可以看出24號樣品的凈漿流動度最小，為185m m，對應的混凝土擴展度為205m m，為次最小。凈漿流動度最大的是4號樣品，為305m m，對應的混凝土擴展度為450m m。而混凝土擴展度最大的3號樣品，達530m m，對應凈漿流動度為295m m，次最大的為1號樣品，達500m m，對應凈漿擴展度為290m m，這表明凈漿流動度與混凝土擴展度在凈漿流動度值較大時二者的對應關系不強。而從32～35號三級灰的表現來看，凈漿流動度與混凝土擴展度在值較小時相關性較強，從圖2可知，凈漿流動度與混凝土擴展度的一元線性回歸方程為y=2.9219x-448.73，總體相關系數R=0.76。

圖2　凈漿流動度與混凝土擴展度的關系

3.3砂漿流動度與混凝土擴展度的關系

按試驗方案采用與C30混凝土中的砂漿相同比例，檢測不同粉煤灰與普通砂的砂漿擴展度法時，砂漿水膠比較大導致離析，主要是由于混凝土中有部分水被石子吸附，所以導致實際水灰比較砂漿要小，因此砂漿水膠比需相應減小[5]，具體配合比如表3所示。

從圖3中我們可以看出砂漿流動度與混凝土擴展度的一元線性回歸方程為y=0.182x+62.23，相關系數R=0.83，而凈漿流動度與混凝土擴展度的相關性為0.76，固砂漿流動度與混凝土擴展度的相關性要好于凈漿流動度與混凝土擴展度的相關系。

圖3　砂漿流動度與混凝土擴展度的關系

4　結論

⑴凈漿流動度與混凝土擴展度的一元線性回歸方程為y=2.9219x-448.73，總體相關系數R=0.76。

⑵砂漿流動度與混凝土擴展度的一元線性回歸方程為y=0.182x+62.23，相關系數R=0.83。

⑶本文試驗結果表明，與水泥凈漿流動度法相比，膠砂流動度與混凝土的流動性相關性較好。因此，膠砂流動度應該取代水泥凈漿流動度來表征粉煤灰對混凝土流動性的影響。●

[1]彭杰，徐永模，王慶法，等.砂漿與混凝土坍落擴展度方法的相關性[J].商品混凝土，2005，（03）：20-24.

[2]趙慶新，佟建楠，孔才華，等.水泥凈漿-砂漿-混凝土的徐變相關性[J].燕山大學學報，2014，38（1）：66-71.

[3]徐永模，彭杰，趙昕南.評價減水劑性能的新方法——砂漿坍落擴展度[J].硅酸鹽學報，2002，30（增刊）：125-130.

[4]袁曉露.礦物摻合料與外加劑對水泥凈漿、砂漿流變性能及經時損失的影響[D].重慶大學，2005.

[5]趙昕南.用砂漿擴展度法確定高效減水劑最佳摻量[J].商品混凝土，2007，（06）：14-16.

［工作單位］深圳港創建材股份有限公司發展研究中心

［聯系方式］手機15999533608，郵箱 497323297@qq.com

武斌，男，1989年生，湖南懷化人，侗族，碩士研究生，主要從事建筑材料研究。