浅谈人工砂配制C60级高性能混凝土的质量控制

浅谈人工砂配制C60级高性能混凝土的
质量控制
[摘要]本文通过对某扩建现场移动制砂机生产的人工砂进行配合比试验，配制C60级高性能泵送混凝土。

试验的人工砂可配制C60级高性能混凝土并满足混凝土的强度评定要求，提高了混凝土的耐久性能。

以可行性试验形式，验证了此高强度混凝土工作性达到施工要求，该混凝土质量稳定可控。

[关键词]C60混凝土；人工砂；质量控制
1引言
随着工程建造施工进度的不断加快，建筑安全成为构建人类命运的共同体，工程建设对高性能等级泵送混凝土的需求量和质量要求不断提高。

国家对河流生态的保护政策，使河砂逐步被其他同性能材料所代替，某扩建现场移动制砂机生产的人工砂所配制而成的高性能混凝土，满足混凝土生产需求，使工程结构部位能够及时得到浇筑。

本文通过对人工砂配制C60级高性能混凝土的质量控制，讨论其试验有效性。

2原材料质量说明
2.1水泥
选择淮海中联P·O42.5水泥。

其结果性能指标见表1。

表1水泥物理性能指标
2.2粉煤灰
选用安徽某公司生产的Ⅱ级磨细粉煤灰，可改善混凝土拌合物的粘聚性、流动性和保水性，减少拌合物泌水现象，降低混凝土因水化热引起的温升，延缓水化速度，防止混凝土凝固时产生裂缝和减少干缩变形[1]。

其质量指标见表2。

表2粉煤灰技术指标(%)
2.3骨料
粗骨料为某扩建厂区移动制砂机生产的碎石，粒径规格为5～25mm。

连续级配检验指标见表3。

表3粗骨料（5～25mm）碎石指标
细骨料为某扩建厂区移动制砂机生产的人工砂，其质量满足《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006中Ⅰ、Ⅱ类砂的技术标准[2]。

根据C60
混凝土的质量控制情况，将比例为Ⅰ类粗砂35%，Ⅱ类中砂65%混合使用，混合
后的细度模数为2.90；石粉含量为4%～6%；亚甲蓝检定MB值为0.5。

检测指标
见表4。

表4人工砂检测指标
2.4外加剂
外加剂选用南京某公司生产的聚羧酸高性能减水剂，该减水剂具有减水率高、与水泥的相容性较好、保塑保坍性好的特点。

其性能见表5。

表5减水剂技术指标
3 确定混凝土配合比
3.1混凝土配合比设计
为了更好的控制人工砂配制混凝土强度，满足施工要求。

根据选择的原材料
进行配比计算和试拌调整。

其中胶材总量为505kg/m3；砂率控制在25～28%之间；水胶比应控制在0.30～0.33之间；配制C60混凝土优选聚羧酸JM-PCA(I)减水剂，掺量为 1.0～1.2%。

按照上述参数，优选出满足设计和施工要求的配合比见表6。

表6混凝土试验配合比
注：A为基准配合比，B为C60高性能混凝土配合比。

3.2混凝土抗压强度
根据表7的结果得出混凝土后期强度的增加得益于掺入矿物掺合料，基准混凝土虽然早期强度增加较快，但后期强度上升缓慢。

28d立方体抗压强度增长率仅为2.0%，而编号B则为5.1%；以上对比变化明显,这是因为矿物掺合料再次水化反应连续进行，且随着混凝土龄期的增长，混凝土结构内部发生改变，致使混凝土的耐久性和密实度得到增加。

为了确保该混凝土抗压强度的发展，试件成型后覆盖混凝土表面，根据混凝土凝结时间及时抹压试件，确保在（20±5）℃的环境温度中静置24～48小时。

拆模不造成试件损坏，避免延时养护而影响混凝土强度，混凝土养护室温湿度调控可靠；避免温湿度过高导致混凝土前期水化反应快，出现早期强度升高后期强度增长缓慢，且水化产物分布不均匀使局部强度偏低，并可能出现倒缩现象。

混凝土标准养护试件执行《混凝土物理力学性能试验方法标准》GB/T50081-2019的要求及时试验。

试验结果见表7。

表7 混凝土抗压强度
3.3混凝土工作性
人工砂配制C60级混凝土工作性能由表8结果分析得出，当矿物掺合料比表面积小减水效果好，与此同时人工砂的引入使各组成材料形成连续级配的粒径分布，及矿物掺合料的作用，流动性并无降低，反而增强混凝土的流动性。

工作性试验结果见表8。

表8混凝土拌合物工作性
3.4泵送性能
当混凝土粘聚力不足时会促使粗集料与砂浆相互分离，造成内部组成及结构不均匀；为了避免此现象，需通过试验证明混凝土拌合物具有良好的泵送性。

混凝土拌合物在泵管里流动过程中，浆体的膜层应具有足够的厚度，与管壁之间是否粘结，取决于二者之间的粘附力。

经试验验证得到C60混凝土的粘附系数，验证其具有良好的泵送能力。

试验结果见表9。

表9 C60混凝土拌合物的粘附力及粘附系数
4C60混凝土耐久性
4.1干缩性能试验
为防止干燥收缩引起混凝土结构开裂，导致混凝土耐久性降低，需对人工砂配制C60级混凝土进行干缩性能试验；混凝土在浇筑养护环境中干缩值控制需在200×10-6～1000×10-6之间。

试验结果表明人工砂配制混凝土具有较小干缩值，因砂浆浆体和混凝土骨料粘结较好，当胶凝材料总量在510kg/m3时，人工砂配制C60级泵送混凝土内部结构变形约束力使干缩值较小，虽然该混凝土早期干缩变化较快，但随着后期的发展，变化速度放缓，使干缩值变小。

4.2渗透性能试验
根据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》GB/T50082-2009进行混凝土抗渗试验[3]。

试验结果见表10。

表10高强混凝土抗渗性试验结果
由表10水压试验结果得出：人工砂配制C60级混凝土将试件劈开后，无渗水高度，达到标准设计要求，满足良好的抗渗性。

4.3抗硫酸盐腐蚀试验
根据标准要求制作成型100mm×100mm×100mm立方体标准试件，静置1天后拆模，标养28天后取出，进行干湿循环法试验验证人工砂配制C60级混凝土抗硫酸盐腐蚀性。

循环过程为：室温5% Na2SO4溶液中侵泡16小时，取出晾干1h，将试件放入80℃烘箱中烘干6小时，冷却1小时后称重，一个循环为24小时，然后再放入5% Na2SO4溶液中，当质量损失达到5%或强度损失达到25%时以循环次数为准进行试验[4]。

试验结果见表11。

表11抗硫酸盐腐蚀试验
表11试验结果表明经过60次干湿循环后试件外观无腐破坏，说明人工砂配制C60混凝土具备抗硫酸盐腐蚀性能。

4.4抗冻性能试验
由标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》GB/T50082-2009，进行
冻融试验，采用试件尺寸为100mm×100mm×400mm棱柱体，进行快速冻融循环次
数来表示混凝土的抗冻融性能。

表12试验结果得出，人工砂配制C60级混凝土
快冻试验满足标准要求。

表12混凝土快速冻融试验
4.5钢筋腐蚀试验
人工砂配制C60级混凝土是否具有耐钢筋腐蚀性能，依据《普通混凝土长期
性能和耐久性能试验方法》GB/T50082-2009，采用100mm×100mm×300mm的棱柱
体试件。

经分析天平称重，精确至0.001克，和试验前作比对，计算得出锈蚀失
重≤0.08，满足标准要求。

5混凝土生产质量控制
对新进场的人工砂测定砂含水率、细度、级配及含泥量等指标进行质量控制；人工砂配制混凝土选择Ⅱ区中砂，当细度不满足要求，可掺入细度模数大一些的
粗砂，并控制砂中的含泥量；选择级配良好且含泥量≤1%粗骨料。

施工现场采用
泵送施工过程中，因泵送中断而积存在泵管中的混凝土，骨料与泥浆分离，粗骨
料很容易集中在弯道处，造成堵管和爆管，轻者影响施工进度，严重时会发生人
身安全事故。

搅拌机开罐前，运输机具不能有残水。

新进仓的水泥细度不同，掌
控仓内水泥的粗细情况，如出现水泥需水量突然降低，搅拌站操作员应及时下调搅拌用水量，防止混凝土离析，检测试验人员控制好出机坍落度。

聚羧酸高性能减水剂有良好的保坍性能，但是也有坍落度反增长的情况，发生的时间大约在混凝土搅拌出机后15分钟左右，需及时调整掺量并严格控制混凝土出机温度。

为防止混凝土坍落度过大造成泌水离析，施工浇筑区域应定时进行现场温坍检验，以保证重要结构部位混凝土质量处在可控范围内，生产过程配料控制必须严格执行设计配比，确保计量准确。

6C60混凝土质量检测结果
该C60级高性能混凝土验收批为30组标养7d 、28d的立方体试件，该龄期内混凝土设计强度均达到90%以上，混凝土评定合格。

强度评定结果见表13。

表13 C60混凝土抗压强度评定
7结论
（1）采用场区内移动制砂机生产的人工砂，可配制C60级高性能混凝土。

（2）C60级混凝土在可行性试验过程中满足泵送施工要求，混凝土质量稳定可控。

（3）人工砂配制C60级高性能混凝土满足强度和耐久性要求。

参考文献：
[1]郭向勇，方坤何.大流动性超高强混凝土的配制优化[J].混凝土.2002（7）：54～57
[2]中华人民共和国建设部.JGJ52-2016普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准[S]北京：中国建筑工业出版社，2006.
[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T50082-2009普通混凝土长期性能和耐久性能方法试验标准[S]北京：中国建筑工业出版社，2009.
[4]张承志.商品混凝土[M].北京：化学工业出版社，2006
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