高性能混凝土骨料數(shù)量效應的相關分析

鄭 龍 劉繼濤 王 濤 趙 鵬

（新疆研科節(jié)能科技有限公司， 新疆 烏魯木齊 830000）

高性能的混泥土中因為存在大量的膠凝材料，其中的骨料粒徑也相對較小，水膠比低，同時還融合了高效減水劑以及礦物質(zhì)超細粉，因此和一般的混凝土比較起來，其中各個組成部分對于強度的耐久性和強度的影響存在較大的差距。尤其是骨料對于高性能混凝土的作用和一般的混凝土比較起來也存在較大的差異。本文就此進行了簡單的分析。

1 原材料

首先是水泥材料，主要是使用新疆天山水泥廠生產(chǎn)出來的的硅酸鹽42.5 普通水泥，其次是粗骨料，主要是使用魯木齊市中烏拉泊地區(qū)相關石場生產(chǎn)出來的的巖碎石，其中碎石的粒徑最大為二十毫米，含泥量是0.45%，碎石的壓碎指標是2.5%，碎石空隙率是46%，表觀密度為2740kg/m3，至于碎石的堆積密度是1440kg/m3。細骨料選擇東莞的河砂，中砂，其堆積密度為1450kg/m3，表觀密度是2600kg/m3。至于水元素只需要使用日常生活中常見的自來水即可，高效減水劑可以使用江蘇蘇博特企業(yè)制造的高效聚羧酸減水劑。硅粉可以利用新疆本地生產(chǎn)的不加密硅灰即可，主要呈現(xiàn)出來一種灰白色的特征。

2 實驗方法

2.1 各種因素對于混凝土的影響

通過正交方法進行實驗，從而檢測出各種因素對于高性能混凝土的耐久性和整體強度的影響。混凝土中骨料數(shù)量指標包括骨灰比、砂率等因素，因為水膠比一直是影響混凝土性能的關鍵性因素，因此本文主要是將砂率、骨灰比和水膠比作為重點考察的因素，從而檢測出其對于高性能混凝土各個時期的氯離子滲透性以及抗壓強度的影響。將所有的因素各選出三種水平，具體的水平值可以參考表1，

表 1 因素水平表

2.2 實驗方法

混凝土的養(yǎng)護、成型、攪拌等工作均根據(jù)混凝土相應的規(guī)范標準來進行，不管是哪種混合比類型的混凝土都保基礎的同等工作性，其中坍落度大概在二十上下不超過1 厘米，坍落度主要可以利用外加劑進行調(diào)整，而在測量氯離子滲透率的過程中可以結合ASTMC1201-87 的相關標準要求進行[1]。

3 實驗結果分析

經(jīng)過實驗能夠分析出最終結果發(fā)現(xiàn)，當水膠比中的具體數(shù)值為0.27 到0.35 這一范圍之間，硅粉的容量為百分之八、膠凝材料添加量在500 到600kg/m3，砂率范圍在百分之三十八到百分之四十二，骨灰比在2.82 到3.64 這一范圍之中時，對于早期強度3d 和7d，各個因素對于混凝土強度所產(chǎn)生的影響順序如下，分別是水膠比、砂率、骨灰比和誤差，對于后期強度28d 來說，各個因素對于混凝土強度的影響順序如下，分別是水膠比、骨灰比、砂率和誤差。由此也能夠看出，不管是混凝土的后期強度還是早期強度，文章中所涉及到的三種因素都能夠對混凝土強度產(chǎn)生較大的影響，同時也全部高于誤差所產(chǎn)生的影響。其中影響最大的因素就是水膠比。早期階段，砂率和骨灰比所產(chǎn)生的影響效應較為相似，但是和水膠比所產(chǎn)生的影響比起來，存在較大的差距。后期階段中，骨灰比影響逐漸接近水膠比所產(chǎn)生的影響，同時遠遠超過砂率所產(chǎn)生的影響。

因此在3d 強度下，各種因素混合最佳比例如下，分別是砂率41%、骨灰比3.64、水膠比0.31，而混凝土強度為最高等級。在28d 和7d 強度下，最佳的元素組合比例如下，砂率為37%、骨灰比為3.18、水膠比為0.31，混凝土強度最大。通過上述內(nèi)容我們也可以發(fā)現(xiàn)，水膠比整體含量并不是越小就是越好的，水膠比的取值還會受到砂率以及骨灰比的影響。

混凝土中的強度質(zhì)量主要是由混凝土孔結構、孔隙率、骨料自身強度、混凝土中的界面以及水泥石等內(nèi)容所決定的。對于高性能的混凝土來說，因為通常膠凝材料的用量都比較大，骨料界面和水泥石界面得到一定改善、混凝土孔隙率較小、骨料粒徑小、水膠比低等特點因此水泥石與骨料的強度特征對于混凝土強度所產(chǎn)生的影響也相繼增加，主要可以從砂率與骨灰比影響擴大等方面體現(xiàn)出來。早期階段，因為界面較為薄弱，因此骨料影響并不是十分突出，但是在后期階段界面響度加大，骨料影響也相繼擴大。至于砂率、骨灰比和水膠比對于強度影響存在最佳水平取值，因此需要對其中的機理進行深入的研究。

在研究范圍內(nèi)，砂率、骨灰比和水膠比三種元素對于高性能混凝土強度都發(fā)揮著重要的作用[2]。早期階段中，砂率與骨灰比的影響和水膠比還存在較大的差異，但是隨著齡期的不斷增加，砂率與骨灰比所產(chǎn)生的影響也逐漸加大，在28d 階段中，骨灰比所產(chǎn)生的影響甚至超過了水膠比的影響。因為砂率與骨灰比在后期階段對于高性能混凝土的影響比較大，因此是配合比設計過程中，應該充分結合各種因素影響，從而找出最適合的配合比。砂率、骨灰比、水膠比對于氯離子在混凝土中的滲透性影響順序和強度影響順序一樣，但是其所產(chǎn)生的影響程度存在一定的差異，因為孔溶液中化學成分也會對氯離子產(chǎn)生影響。

4 結語

綜上所述，因為和一般的混凝土材料相比，高性能混凝土中的影響程度以及骨料的作用存在較大的差異，文章就此進行了相關研究，通過砂率、骨灰比以及水膠比等元素，通過相關實驗，對高性能混凝土耐久性以及強度方面的影響，也就是研究骨料數(shù)量效應，從而能夠為高性能混凝土的配置工作提供可參考的數(shù)據(jù)。