復(fù)合摻合料在高流態(tài)特種混凝土中的應(yīng)用

胡 炘 劉志強 白琴琴 唐 榮 周 杰 王煥宇 袁育哲

（西安高科新達(dá)混凝土有限責(zé)任公司，陜西 西安 710000）

0 引言

眾所周知，水泥生產(chǎn)過程會對環(huán)境造成一定的負(fù)擔(dān)，隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，水泥的用量巨大，其對環(huán)境造成的影響日趨嚴(yán)重。而粉煤灰和礦粉本身是一種工業(yè)廢料，若把粉煤灰和礦粉作為混凝土的摻合料不僅可以變廢為寶，還可以降低混凝土的生產(chǎn)成本，而把超細(xì)粉煤灰和礦粉充分拌合制成復(fù)合摻合料加入到混凝土中可以改善混凝土的性能。目前因施工泵送需要，高流態(tài)特種混凝土備受人們的關(guān)注。高流態(tài)特種混凝土需要較大的坍落度和擴展度且和易性好，將復(fù)合摻合料應(yīng)用在高流態(tài)特種混凝土中，達(dá)到了改善混凝土工作性并降低生產(chǎn)成本的目的，本文對此進(jìn)行總結(jié)。

1 原材料

（1）采用堯柏實豐水泥廠生產(chǎn)的P·O52.5水泥，比表面積360m2/Kg；初凝185min，終凝260min；3d抗壓強度38.7MPa，28d抗壓強度58.1MPa。

（2）采用陜西正元秦電環(huán)保產(chǎn)業(yè)有限公司生產(chǎn)的超細(xì)粉煤灰（簡稱超細(xì)粉），其細(xì)度（45μm方孔篩篩余）0.5%，需水量比93%，28d活性指數(shù)92%。

（3）采用山西和納特環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)的復(fù)合摻合料，其細(xì)度（45μm方孔篩篩余）2.2%，需水量比100%，28d活性指數(shù)113%。

（4）采用黑河采砂廠提供的中砂，其細(xì)度模數(shù)2.7；含泥量1.3%；表觀密度2560kg/m3。

（5）采用涇陽采石廠提供的5～25mm連續(xù)級配碎石，其含泥量0.2%；針片狀顆粒含量1%；壓碎指標(biāo)8%；表觀密度2620kg/m3。

（6）采用陜西渤海化工有限公司提供的聚羧酸泵送劑，其含氣量3.5%；1h經(jīng)時變化量10mm；減水率25%；含固量12.18%。

（7）選用自來水，符合《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ63）要求。

2 配合比設(shè)計

C45、C60高流態(tài)特種混凝土配合比見表1。

表1 C45、C60高流態(tài)特種混凝土試驗配合比（單位：kg/m3）

按照混凝土配合比設(shè)計配制并制作100mm×100mm×100mm立方體試件，參照GB/T50081標(biāo)準(zhǔn)，混凝土試塊拆模后立即放入溫度為20±2℃，相對濕度為95%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)至7d、28d，進(jìn)行抗壓強度測試。

3 試驗結(jié)果

3.1 高流態(tài)特種混凝土性能測試及抗壓強度試驗

C45、C60高流態(tài)特種混凝土性能測試及抗壓強度試驗結(jié)果見表2。

表2 C45、C60高流態(tài)特種混凝土性能檢測及抗壓強度結(jié)果

從表2可以看出:采用復(fù)合摻合料等摻量取代超細(xì)粉后，對高流態(tài)特種混凝土的工作性能沒有不利的影響，以C45為例，在復(fù)合摻合料等量取代超細(xì)粉的情況下，高流態(tài)特種混凝土的初始坍落度和擴展度稍有下降，但1h坍落度損失基本保持一致。隨著復(fù)合摻合料摻量的升高，高流態(tài)特種混凝土拌合物的初始坍落度和擴展度一致呈下降趨勢，C60情況與C45類似。由此可見，采用復(fù)合摻合料等量取代超細(xì)粉對高流態(tài)特種混凝土的工作性能沒有不利的影響，且復(fù)合摻合料摻量到50%，高流態(tài)特種混凝土的工作性依然可以滿足強度等級要求。另外在C45或C60高流態(tài)特種混凝土中用等量復(fù)合摻合料取代超細(xì)粉，其7d和28d強度均有明顯的提高，在C45高流態(tài)特種混凝土和C60高流態(tài)特種混凝土試配試驗中隨著復(fù)合摻合料摻量的升高，高流態(tài)特種混凝土抗壓強度變化趨勢是一致的，都呈下降的趨勢，但即使在C45、C60高流態(tài)特種混凝土中復(fù)合摻合料為50%，其抗壓強度依然可以滿足強度等級要求。

3.2 回彈值及碳化測試

對高流態(tài)特種混凝土試件進(jìn)行回彈值測定時，把試件放置于壓力機承壓板間進(jìn)行預(yù)加壓力控制，預(yù)加壓力荷載控制在60kN并保持恒載。檢測時，回彈儀的軸線與試塊側(cè)面保持垂直，緩慢施壓，準(zhǔn)確讀數(shù)，快速復(fù)位。回彈測試面上的測點按照相鄰兩測點凈距＞20mm，測點距試塊邊緣≥30mm的要求均勻分布，同一測點只彈擊一次，每個面分別彈擊8個測點，相對兩個側(cè)面共記取16個回彈值R，每一測點的回彈值讀數(shù)應(yīng)精確至1?；貜棞y試后的試塊用壓力機將試件破型，對破型后的高流態(tài)特種混凝土試件進(jìn)行清理，在清理過的斷面處噴灑酚酞溶液，靜置一會兒，干燥后每隔2cm選擇一個測點進(jìn)行碳化深度的測量，結(jié)果應(yīng)精確至0.5mm。C45高流態(tài)特種混凝土回彈推定值見圖1。

圖1 C45高流態(tài)特種混凝土回彈推定值

由圖1可以看出，對于基準(zhǔn)配合比，回彈推定值和抗壓強度值相差不大，而摻入50%復(fù)合摻合料則回彈推定值明顯低于抗壓強度值。回彈法測量作用在高流態(tài)特種混凝土表面，因此利用回彈儀檢測出來的結(jié)果其實是對高流態(tài)特種混凝土表面硬度的反映，由于在高流態(tài)特種混凝土澆筑成型時通過振搗會使復(fù)合摻合料漂浮于表面，造成高流態(tài)特種混凝土表面硬度偏低。另外對摻入50%復(fù)合摻合料的C45高流態(tài)特種混凝土試塊進(jìn)行碳化試驗時發(fā)現(xiàn)碳化值異常大，這就造成摻入50%復(fù)合摻合料時高流態(tài)特種混凝土回彈推定值明顯低于抗壓強度值。針對這種異常情況，對摻入50%復(fù)合摻合料的C45高流態(tài)特種混凝土試塊的表面進(jìn)行打磨再噴灑酚酞溶液結(jié)果變紅色，說明高流態(tài)特種混凝土表面沒有碳化，而砸掉試塊一角再噴灑酚酞溶液，則有明顯的碳化痕跡，綜合考慮摻入50%復(fù)合摻合料的C45高流態(tài)特種混凝土試塊的碳化是一種假性碳化，造成這一現(xiàn)象的原因很可能是由于復(fù)合摻合料會在水化時消耗掉高流態(tài)特種混凝土中絕大部分氫氧化鈣，噴灑酚酞后不變色，就造成碳化深度測試不準(zhǔn)確，形成高流態(tài)特種混凝土碳化的假象。因此可以推斷出未摻入50%復(fù)合摻合料的高流態(tài)特種混凝土回彈值偏低屬于假性碳化造成的異?，F(xiàn)象，鑒于此，可以認(rèn)為采用回彈法判定摻入復(fù)合摻合料的高流態(tài)特種混凝土的強度有所偏差。

4 效益分析

復(fù)合摻合料是一些工業(yè)廢棄物或工業(yè)廢渣經(jīng)過粉磨混合而成的一種材料，它作為混凝土摻合料是一種廢棄物再生利用的新途徑，具有良好的社會環(huán)境效益[1,2]。另外隨著我國商品混凝土的快速發(fā)展，對混凝土摻合料的需求越來越大，采用復(fù)合摻合料作為混凝土摻合料將能消耗大量的廢棄物，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益[3]，可以降低商品混凝土生產(chǎn)成本，P·O52.5的價格為350元/t，復(fù)合摻合料的價格為270元/t，超細(xì)粉的價格為190元/t。C45、C60高流態(tài)特種混凝土經(jīng)濟(jì)效益見表3。

在實際應(yīng)用中對強度保證率要求高的情況下，采用等量復(fù)合摻合料取代超細(xì)粉，雖然成本有所增加，但混凝土強度得到很大的提升；追求節(jié)約成本的情況下，合理采用復(fù)合摻合料摻量為50%的混凝土，其強度雖然有所下降，但整體是可以滿足強度要求的。

5 結(jié)束語

（1）采用等量復(fù)合摻合料取代超細(xì)粉時，高流態(tài)特種混凝土的強度明顯提高，且對高流態(tài)特種混凝土的工作性能無不利的影響；

（2）隨著復(fù)合摻合料摻量的提高，高流態(tài)特種混凝土抗壓強度變化趨勢是一致的，都呈下降的趨勢，摻加復(fù)合摻合料成本雖有增加，但很大地提高了強度保證率；

（3）不建議使用回彈法判定摻入復(fù)合摻合料的高流態(tài)特種混凝土的強度；

（4）采用復(fù)合摻合料作為高流態(tài)特種混凝土摻合料具有良好的經(jīng)濟(jì)社會效益。