砂顆粒級配缺失對混凝土性能影響

砂顆粒級配缺失對混凝土性能影響1試驗(yàn)方案及原材料1.1缺失不同級配區(qū)間砂的配制根據(jù)JGJ/T10《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》附錄A中提供的最佳級配曲線作為基準(zhǔn)，配制缺失某一級配區(qū)間的砂，然后研究缺失某一級配區(qū)間對C30和C50混凝土和易性和強(qiáng)度的影響。1.2原材料（1）水泥：華潤P·O42.5R；（2）粉煤灰：沙角芋級灰，細(xì)度44.0%，需水量比105%，燒失量4.26%；（3）減水劑：四威聚羧酸減水劑，減水率25%；（4）石：金業(yè)5～25mm。2試驗(yàn)結(jié)果2.1砂級配缺失對砂密度的影響砂級配缺失對砂堆積密度和緊密密度的影響詳見表5。從表5中可以看出，從2.36mm逐級缺失至0.15mm，用于配制C30和C50混凝土的砂堆積密度與緊密密度都呈現(xiàn)出先增大后降低的趨勢，在缺失0.315mm時(shí)，無論堆積密度還是緊密密度都呈最大值，這主要是因?yàn)槿笔骋患壓?，下一級砂?huì)完全填充于上一級砂孔隙中，從而使得砂堆積更加緊密，導(dǎo)致密度增大。2.2砂級配缺失對混凝土工作性能的影響2.2.1砂級配缺失對C30混凝土工作性能的影響砂級配缺失對C30混凝土工作性能的影響詳見表6。從表6中可以看出，對于C30混凝土，砂從2.36mm逐級缺失至0.15mm時(shí)，坍落度和擴(kuò)展度總體呈現(xiàn)出先降低后上升的趨勢，拐點(diǎn)在缺失0.315mm處，這可能是因?yàn)閺?.36mm逐級缺失至0.15mm時(shí)，相對于基準(zhǔn)砂，砂總比表面積先增大后減?。蓮谋?和表2砂級配缺失時(shí)細(xì)度模數(shù)變化規(guī)律得到反映），而當(dāng)在水泥漿量一定時(shí)，包裹砂的漿體層厚度就會(huì)先減小后增大，從而影響了砂漿的潤滑作用，導(dǎo)致混凝土的流動(dòng)性能發(fā)生變化。至于從2.36mm逐級缺失至0.315mm后會(huì)出現(xiàn)離析泌水現(xiàn)象，主要是因?yàn)榧?xì)顆粒逐漸減少，粗顆粒逐漸增多，從細(xì)度模數(shù)上反映出缺失0.315mm后砂突然變粗，粗砂對粗骨料（石子）的“干涉”作用大，砂粒擠開粗骨料的程度大，使粗骨料的孔隙率增大，于是填充粗骨料孔隙的砂子就要增多，而當(dāng)總砂量一定時(shí)，砂漿將不能填滿被擠開的粗骨料孔隙，表現(xiàn)為混凝土拌合物保水性差，易離析泌水。這就是為何當(dāng)砂子粗細(xì)發(fā)生變化時(shí)，固定水膠比以保持強(qiáng)度不變，同時(shí)需調(diào)整砂率來保持流動(dòng)性大致相同，砂粗則砂率大，砂細(xì)則砂率小的原因。2.2.2砂級配缺失對C50混凝土工作性能的影響砂級配缺失對C50混凝土工作性能的影響詳見表7。從表7中可以看出，對于C50混凝土，砂從2.36mm逐級缺失至0.15mm時(shí)，坍落度和擴(kuò)展度總體依然呈現(xiàn)出先降低后上升的趨勢，拐點(diǎn)出現(xiàn)在缺失1.18mm處，且在缺失0.315mm處并沒有出現(xiàn)嚴(yán)重離析現(xiàn)象，這主要是因?yàn)镃50混凝土的總膠材用量較多，砂的級配或細(xì)度模數(shù)在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，會(huì)影響C50混凝土的流動(dòng)性能，但依然擁有足夠多的總砂漿量來填充包裹粗骨料空隙，因而不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的離析現(xiàn)象。2.3砂級配缺失對混凝土力學(xué)性能的影響砂級配缺失對C30和C50混凝土強(qiáng)度的影響詳見表8和表9。從表8和表9中可以看出，砂從2.36mm逐級缺失至0.15mm對C30混凝土的抗壓強(qiáng)度總體影響不大，而對于C50混凝土，砂從2.36mm逐級缺失至0.15mm時(shí)，抗壓強(qiáng)度呈逐漸增大的趨勢，這與邢福燕等人的研究結(jié)果一致（在力學(xué)性能方面，不同的砂顆粒級配對低標(biāo)號混凝土影響較小，對高標(biāo)號混凝土影響比較明顯）。這可能是因?yàn)殡S著砂從2.36mm逐級缺失至0.15mm時(shí)，粗砂顆粒逐漸增大，使空隙率發(fā)生變化，C30混凝土水膠比較大，內(nèi)部孔隙較多，因而由于砂級配缺失造成的空隙率變化對整體C30混凝土漿體的密實(shí)度影響較小，體現(xiàn)在強(qiáng)度上影響不明顯，因此C30混凝土的強(qiáng)度主要受水膠比控制。而C50混凝土的水膠比較低，膠材用量大，內(nèi)部空隙率小，當(dāng)隨著砂從2.36mm逐級缺失至0.15mm時(shí)，砂的堆積密度呈逐漸增大的趨勢，即砂空隙率在逐漸減小，當(dāng)總漿體量一定時(shí)，使水泥漿體對砂包裹更加緊密結(jié)實(shí)，因而強(qiáng)度上升，即表明對于C50等高強(qiáng)度混凝土，除水膠比外，骨料的空隙率也會(huì)對其強(qiáng)度有較大的影響。3結(jié)語綜上所述，相對于基準(zhǔn)砂，當(dāng)砂從2.36mm逐級缺失至0.15mm時(shí)，將呈現(xiàn)以下情況：（1）細(xì)度模數(shù)呈現(xiàn)先減小，后增大的趨勢；（2）堆積密度與緊密密度都呈現(xiàn)出先增大后降低的趨勢，在缺失0.315mm時(shí)，無論堆積密度還是緊密密度都呈最大值；（3）對不同等級混凝土，坍落度和擴(kuò)展度總體呈現(xiàn)