《普通混凝土配合比设计规程》对有特殊要求的抗渗混凝土、抗冻混凝土、高强混凝土、大体积混凝土所用原材料的规定中,分别提到“粗集料含泥量不得大于
笔者理解,除了有特殊要求的抗渗混凝土、抗冻混凝土、高强混凝土、大体积混凝土,只要粗细集料含泥量符合国家标准要求的Ⅲ类含泥量技术指标均可用于普通混凝土。
但是,笔者在实际普通混凝土配合比设计及验证过程中发现,粗细集料含泥量对普通混凝土的坍落度及抗压强度影响非常大。通过试验比较,建议JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》对所有的普通混凝土所用粗细集料含泥量做一个具体规定,而不仅仅是对有特殊要求的抗渗混凝土、抗冻混凝土、高强混凝土、大体积混凝土。
碎石:碎石最大公称粒径26.5mm,为5~25mm连续级配碎石,含泥量1.4%,压碎值19.0%,针片状8.1%,表观密度ρg= 2737kg/m3。
原材料检测依据:水泥检测按GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》、GB/T1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》,粗细集料检测按GB14684-2011《建设用砂》和GB14685-2011《建设用卵石、碎石》。
按JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》进行配合比设计,根据原材料各项技术指标及坍落度设计要求30mm-50mm。水灰比初定为0.42,砂率选用34%,每立方米混凝土材料用量初定为,水泥:砂:碎石:水=452:596:1156:190。按GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》进行坍落度试验时,发现该配合比的坍落度几乎为0。为了保证抗压强度,保持水灰比不变,增加用水量,混凝土配合比调整为,水泥:砂:碎石:水=476:580:1125:200,进行坍落度试验时,测得该配合比的坍落度为10 mm。继续增加用水量,保持水灰比不变,混凝土配合比调整为,水泥:砂:碎石:水=500:563:1093:210,进行坍落度试验时,测得该混凝土配合比的坍落度为30 mm。
根据经验,这三组混凝土配合比跟以前类似的混凝土配合比相差很大,在排除了计算错误或者称量误差等原因外,考虑到以前混凝土配合比中所用的碎石含泥量基本都在小于0.5%的范围内,所用砂含泥量基本都在小于1.0%的范围内,而这三组混凝土配合比所用的碎石含泥量已达到1.5%,所用的砂含泥量已达到4.2%,所以决定将石和砂分别进行清洗并风干,风干后测得碎石和砂含泥量均为0.0%。
重新将含泥量为0.0%的碎石和砂与水泥一起按水泥:砂:碎石:水=452:596:1156:190的混凝土配合比进行拌料,测得坍落度为35 mm。按水泥:砂:碎石:水=476:580:1125:200的混凝土配合比进行拌料,测得坍落度为50 mm。
从以上过程可以看出,粗细集料含泥量对混凝土的坍落度影响非常大。同时将按GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》制作和试验的28d立方体抗压强度列表如表3。
从表3的28d立方体抗压强度值也能看出,粗细集料含泥量对混凝土的抗压强度也有非常大的影响。准备工作及试验方法将前面所用的碎石和砂经过清洗并风干,含泥量为0.0%。
选用过0.075mm筛的烘干粘土。将土和碎石按0.5%~1.5%的比例混合搅拌均匀,配成不同含泥量的碎石,并在表面洒适量水,使泥土充分包裹碎石表面,待自然风干后进行试验。
统一采用两组混凝土配合比,1#混凝土配合比用水泥,江苏磊达,P.O42.5级,ρc= 3090kg/m3,28d抗折强度为7.4MPa,抗压强度为46.2MPa,配合比为水泥:砂:碎石:水=433:700:966:225。
2#混凝土配合比用水泥,江苏磊达,P.O 52.5级,ρc= 3080kg/m3,28d抗折强度为8.9MPa,抗压强度为55.1MPa,外加剂为南通马塘化工产金陵Ⅲ号高性能减水剂,配合比为水泥:砂:碎石:水:外加剂=472:678:1106:170:4.7。
按GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法》进行坍落度试验,按GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》进行28d立方体抗压强度试件制作和试验。
分别按碎石含泥量为0%、0.5%、1.0%、1.5%,砂含泥量为0%进行混凝土拌合并检测坍落度和28d立方体抗压强度(表4)。
从表4所列数据可以看出,随着碎石含泥量的增加,混凝土的坍落度呈减小趋势。随着碎石含泥量的增加,混凝土的28d混凝土的立方体抗压强度呈降低趋势。碎石含泥量对立方体抗压强度高的混凝土的影响大于立方体抗压强度低的混凝土。含泥量越大影响越大。考虑到混凝土拌合物的保水性,建议碎石含泥量不要超过1.0%,超过1.0%后坍落度和28d混凝土的立方体抗压强度明显减小。
分别按砂含泥量为0 %、1 %、2%、3%、4%、5%,碎石含泥量为0%进行混凝土拌合并检测坍落度和28d立方体抗压强度(表5)。
从表5所列数据可以看出,随着砂含泥量的增加,混凝土的坍落度呈减小趋势。随着砂含泥量的增加,混凝土的28d混凝土的立方体抗压强度呈明显降低趋势。砂含泥量对立方体抗压强度高的混凝土的影响大于立方体抗压强度低的混凝土。含泥量越大影响越大。考虑到混凝土拌合物的保水性,建议砂含泥量不要超过3.0%,超过3.0%后坍落度和28d混凝土的立方体抗压强度明显减小。
由于粗细集料表面被泥土包裹,阻碍了水泥与粗细集料的粘结,形成薄弱区。或者这些泥土聚集在一起形成软弱区域。从混凝土立方体抗压试验的试块破裂面可以看出,一种情况是碎石和砂几乎没有断裂破坏,破坏的是粘结界面;第二种情况是混凝土试块破裂面可以看到较大的泥土团,说明泥土团处就是受力薄弱点。
含泥量高的粗细集料拌制混凝土要保证流动性,就必须增加用水量。为了保证混凝土强度达到设计要求,就需要保持水灰比不变,增加水泥用量,无形中就增加了混凝土的生产成本。如果不增加用水量,也可以添加高效减水剂,这样同样会增加混凝土的生产成本,降低经济效益,浪费社会资源。
随着粗细集料含泥量的增加,混凝土的坍落度减小,砂含泥量的增加比碎石含泥量对混凝土坍落度的增加影响更大。
随着粗细集料含泥量的增加,混凝土28d立方体抗压强度降低,砂含泥量的增加比碎石含泥量对混凝土28d立方体抗压强度的增加影响更大。
不同强度混凝土受粗细集料含泥量影响有差别,强度高的混凝土比强度低的混凝土影响大。含泥量越大影响越大。
粗细集料含泥量不仅对混凝土的坍落度、抗压强度有影响,对混凝土的工作性能、力学性能及耐久性都应该有影响,需要进一步通过试验验证其影响程度。
就粗细集料含泥量对混凝土坍落度、抗压强度的影响,建议JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》要求所有混凝土(包括有特殊要求的混凝土)配合比中所用碎石含泥量小于1.0%,所用砂含泥量小于3.0%。返回搜狐,查看更多