砂率对高性能混凝土性能的影响研究

C100混凝土弹性模量影响因素的研究分析摘要：本文通过对影响高强混凝土弹性模量的各因素进行对比试验，分析高性能混凝土粗骨料、砂率、水胶比、坍落度等因素对C100高性能混凝土弹性模量的影响。

关键词：弹性模量粗骨料砂率水胶比坍落度在混凝土工程实际应用中，除了以强度、坍落度作为主要控制指标外，还经常规定混凝土的弹性模量，混凝土结构设计规范GB50010-2002第4.1.5条规定C30混凝土受压和受拉时的弹性模量为：3.00X104 MPa。

在计算钢筋混凝土的变形，裂缝扩展及大体积混凝土的温度应力时，都需要知道混凝土的弹性模量。

如目前我国高铁高性能混凝土的28d弹性模量要求达到3.55×104MPa，既35.5GPa。

同时在实际工程中，也出现过混凝土强度满足要求但弹性模量偏低，使混凝土构件变形较大而不能正常使用的问题，甚至会导致混凝土结构失稳而发生工程质量事故。

因此，研究哪些因素会影响混凝土弹性模量是非常必要的。

本次试验主要研究混凝土粗骨料、砂率、水胶比、坍落度等因素对C100高性能混凝土弹性模量的影响。

1 试验采用的原材料1.1 水泥采用大连小野田P.O42.5级水泥，水泥性能见表1-1表1-1 水泥性能生产厂家品种及强度等级抗压强度实测值（MPa）抗折强度实测值（MPa）凝结时间（min）3d 28d 3d 28d 初凝终凝大连小野田P.O42.5 28.3 59.6 6.0 10.1 150 2251.2细集料采用沈阳浑河产河砂，性能见表1-2表1-2细集料性能项目细度模数颗粒级配表观密度堆积密度含泥量（%）泥块含量（%）孔隙率（%）（kg/m3）（kg/m3）结果 2.8 Ⅱ2580 1570 0.4 0.2 391.3粗集料分别采用玄武岩、石灰岩和花岗岩制成的5-25mm的碎石。

性能见表1-3表1-3岩石性能岩石种类玄武岩石灰岩花岗岩表观密度（kg/m3）2750 2640 2560弹性模量（GPa）38.0 36.2 32.81.4外加剂采用沈阳依利达混凝土外加剂厂生产的泵送剂WBF-1。

助理工程师论文题目混凝土配比中砂率的作用姓名单位2012年 5 月 10日目录摘要 11 砂率的定义 12 砂率的确定方法12.1 查表法 12.2 计算法 22.3 试验法 23 砂率的影响 33.1 砂率对混凝土强度的影响33.2 砂率对混凝土和易性的影响 34 结束语4参考文献5摘要：水泥混凝土是目前建筑工程中用途最为广泛、用量最大的建筑材料之一，砂率在混凝土设计和拌合中起了十分重要的作用，了解砂率对混凝土的影响能更好的设计和配制混凝土。

关键字：砂率、混凝土、和易性、影响等正文：1．砂率的定义。

砂率是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。

砂率表征混凝土拌合物中砂与石相对用量比例。

即：砂率：SP=砂的用量S/(砂的用量S＋石子用量G)×100%砂率的变动，会使骨料的总表面积有显著改变，从而对混凝土拌合物的和易性有较大影响。

确定砂率的原则是：在保证混凝土拌合物具有的粘聚性和流动性的前提下，水泥浆最省时的最优砂率。

2．确定砂率的方法。

砂率是混凝土配合比设计中一个比较重要，但又难以准确选择的参数，这不仅因为影响因素较多，而且还由于目前没有粘聚性的定量指标，因此无法建立砂率与粘聚性的关系。

目前确定砂率的方法主要有以下几种：2.1 查表法：根据骨料的品种、规格及混凝土的水灰比，在表1的砂率范围内选用。

在无使用经验时，该法可供初步估计砂率值时参考。

这也是最常用的方法。

在未经试验的情况下选定砂率时，可直接从表1中给出的砂率范围，按下面情况适当选取：a)当石子最大粒径较大、级配较好、表面较光滑时，由于粗骨料的空隙率较小，滑动阻力也较小，因此可采用较小的砂率。

b)砂的细度模数较小时，由于砂中细颗粒较多，拌合物的粘聚性和保水性容易得到保证，而且砂在粗骨料中间的拨开距离小，故可采用较小的砂率。

c)水灰比较小，水泥浆稠度较大，由于拌合物的粘聚性和保水性容易得到保证，故可采用较小的砂率。

d)施工要求的流动性较大，因拌合物易出现离析现象，为了保证拌合物的粘聚性，应采用较大的砂率。

高性能混凝土配合比设计1高性能混凝土配合比设计概述1.1高性能混凝土配合设计影响因素首先，混凝土配合强度。

强度值高低直接影响到混凝土配合质量。

换而言之，在合理强度范围内，强度越高混凝土的应用质量越高。

在配合材料中，矿物掺合料量与水胶比是影响高性能混凝土强度的重要因素。

我国相关技术规范中规定：常规类型的高性能混凝土的水胶比需要控制在0∙45以下，且通过大量实践我们发现：当水胶比控制在0.4以下时，则更有助于保证混凝土强度符合设计需求，且制作成的高性能混凝土质量更佳。

其次，耐久性。

设计人员在确定高性能混凝土配合比时，应保证混凝土的耐久性符合现实需要。

高性能混凝土耐久性多会受到抗化学侵蚀性、抗渗性、抗冻性、抗碳化性、碱集料反应等诸多因素的影响。

在诸多因素中，抗渗性对混凝土耐久性所产生的影响远远大于其他因素，在实际设计环节，往往需要设计人员将抗渗等级控制在P12以上。

最后，工作性。

工作性是衡量浇筑混凝土质量的重要标准。

将高性能混凝土用于浇筑环节时，需要保证其具备良好的高流动性能、匀质性、体积稳定性、无分层、无离析、不泌水等特性。

1.2常见的高性能混凝土配合技术首先，活性矿物掺合料渗入技术。

在现实中，常选的活性矿物渗合料主要包括优质粉煤灰、钢渣粉、硅灰等。

比如，硅灰中的SiO2是重要的活性成分。

Si02在界面上与水泥发生水化反应后生成的氢氧化钙会再次出现火山灰反应。

混凝土界面孔隙中沉积生成的凝胶水化硅酸钙，可以大力提升界面的抗渗性与粘结度。

水泥浆体中的矿物细掺核料的活性细微颗粒会有效填充孔隙,有效优化混凝土中的毛细孔结构，并大力提升混凝土抗渗性能。

其次，高效减水剂渗入法。

科学合理运用胶凝材料，可以在很大程度上提升高性能混凝土强度。

从应用实践来看，每方胶凝材料的用量应小于550kg,同时需要加入适量的高效减水剂。

1.3科学合理控制配合比参数首先，合理控制水胶比。

高性能混凝土的具有着低水胶比特点。

为了提升混凝土耐久性，降低渗透性，高性能混凝土设计人员应将水胶比控制在0∙4以下，进而从根本上提升混凝土浇筑密实性。

砂率会对混凝土性能产生哪些影响？砂率是指混凝土中砂子所占砂、石质量和的百分率，砂率是混凝土配合比的关键参数之一。

在混凝土体系中，砂子和胶凝材料浆体组成砂浆填充石子间孔隙并包裹在其表面起润滑作用作用。

因此，与石子相比，砂子具有更大的比表面积，砂率的变化会导致骨料总的表面积发生变化，同时也会引起骨料空隙率和粗骨料相对含量的变化，进而对混凝土拌合物的和易性及硬化后混凝土的强度和耐久性产生影响。

（1）砂率对对流动性的影响在浆体用量一定的条件下，砂浆填充、包裹在骨料表面以减小粗骨料间的摩擦阻力，起整体润滑作用。

当砂率过小时，浆体与砂组成的砂浆也相对较少，不足以填充粗骨料间的空隙并包其表面，难以起到润滑作用，粗骨料间具有较大的摩擦力，混凝土拌合物的流动性较差。

随着砂率的增加，砂浆体积逐渐增加，在一定范围内，砂浆的填充和包裹作用明显改善粗骨料间的摩擦力，混凝土拌合物的流动性提高。

在继续增加砂率，随着砂用量的增加，粗、细骨料的表面积明显增大，一定数量的浆体不足以填充粗、细骨料间的空隙并包裹其表面，不能有效降低骨料间的摩擦力，同样会导致混凝土拌合物的流动性变差。

（2）对粘聚性和保水性的影响砂率减小时，骨料总的表面积减小，其表面吸附水分的能力明显降低，使混凝土拌合物的粘聚性和保水性均变差，易严生泌水、离析和流浆现象。

随着砂率的增大，骨料的比表面积增加，混凝土拌合物的粘聚性和保水性将得到改善。

但砂率过大，当一定数量的水泥浆不足以包裹骨料表面时，则粘聚性反而变差，混凝土拌合物容易发生崩坍、发散、粘聚性差。

（3）砂率对混凝土强度的影响砂率对强度的影响虽然不想水胶比那样明显，但砂率对混凝土会产生一定的影响，其影响程度与水胶比大小有关。

当水胶比大于0.4时，混凝土的受压破坏主要发生在水泥石自身及其与骨料的粘接界面发生破坏，而水泥石的强度及其与粘接界面的强度主要取决于水泥的强度和水胶比。

因此，当水胶比较大时，砂率对混凝土强度影响表现的不明显。

砂率对混凝土性能的影响砂率：SP= 砂的用量S/(砂的用量S＋石子用量G)×100%是质量比砂率的变动，会使骨料的总表面积有显著改变，从而对混凝土拌合物的和易性有较大影响。

确定砂率的原则是：在保证混凝土拌合物具有的粘聚性和流动性的前提下，水泥浆最省时的最优砂率。

砂率对和易性的影响非常显著。

①对流动性的影响。

在水泥用量和水灰比一定的条件下，由于砂子与水泥浆组成的砂浆在粗骨料间起到润滑和辊珠作用，可以减小粗骨料间的摩擦力，所以在一定范围内，随砂率增大，混凝土流动性增大。

另一方面，由于砂子的比表面积比粗骨料大，随着砂率增加，粗细骨料的总表积增大，在水泥浆用量一定的条件下，骨料表面包裹的浆量减薄，润滑作用下降，使混凝土流动性降低。

所以砂率超过一定范围，流动性随砂率增加而下降②对粘聚性和保水性的影响。

砂率减小，混凝土的粘聚性和保水性均下降，易产生泌水、离析和流浆现象。

砂率增大，粘聚性和保水性增加。

但砂率过大，当水泥浆不足以包裹骨料表面时，则粘聚性反而下降。

③合理砂率的确定。

合理砂率是指砂子填满石子空隙并有一定的富余量，能在石子间形成一定厚度的砂浆层，以减少粗骨料间的摩擦阻力，使混凝土流动性达最大值。

或者在保持流动性不变的情况下，使水泥浆用量达最小值。

和易性调整——确定基准配合比。

根据初步计算配合比配成混凝土拌合物，先测定混凝土坍落度，同时观察粘聚性和保水性。

如不符合要求，按下列原则进行调整：（1）当坍落度小于设计要求时，可在保持水灰比不变的情况下，增加用水量和相应的水泥用量（水泥浆）。

（2）当坍落度大于设计要求时，可在保持砂率不变的情况下，增加砂、石用量（相当于减少水泥浆用量）。

（3）当粘聚性和保水性不良时（通常是砂率不足），可适当增加砂用量，即增大砂率。

（4）当拌合物显得砂浆量过多时，可单独加入适量石子，即降低砂率。

摘要:砂率对轻集料混凝土力学性能的影响泥石之间的界面强化度和机械啮合作用下降，混凝土破坏时，沿陶粒本身的破坏和界面破坏两种形式同时存在，轻集料混凝土强度有所降低；而且过高的砂率很容易产生分层离析和泌水，导致轻集料混凝土稳定性降低，强度反而下降。

Ｃ８０高强高性能混凝土制备技术研究杨㊀涛(中冶建工集团有限公司ꎬ重庆㊀４０００５１)收稿日期:２０１７－１２－１９作者简介:杨涛(１９８３－)ꎬ男ꎬ安徽合肥人ꎬ硕士ꎬ工程师ꎬ主要从事新型建筑材料的研究工作ꎮ摘㊀要:主要研究Ｃ８０高强高性能混凝土的制备技术ꎬ掌握各种原材料技术参数变化对配制高强混凝土的影响规律ꎮ研究结果表明:配制Ｃ８０混凝土宜选用５２.５普通硅酸盐水泥ꎻ粗集料宜选用卵碎石ꎬ并保证集料的最大粒径不大于１５ｍｍꎬ针片状含量不超过５％ꎻ细集料的细度模数应控制在２.６左右ꎬ砂率４２％左右ꎻ应选用聚羧酸减水剂ꎬ水胶比宜在０.２４~０.２６之间ꎮ关键词:高性能混凝土ꎻ配合比ꎻ性能ꎻ影响中图分类号:ＴＵ.５２６文献标志码:Ａ文章编号:１６７２－４０１１(２０１８)０７－０００１－０４ＤＯＩ:１０ ３９６９/ｊ ｉｓｓｎ １６７２－４０１１ ２０１８ ０７ ００１优先出版时间:２０１８－０７－０２１０ʒ０７ʒ１３优先出版地址:ｈｔｔｐ://ｋｎｓ.ｃｎｋｉ.ｎｅｔ/ｋｃｍｓ/ｄｅｔａｉｌ/５１.１１７５.ＴＵ.２０１８０７０２.１００７.００２.ｈｔｍｌ０㊀前㊀言高性能混凝土(Ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｏｎｃｒｅｔｅ－ＨＰＣ)是当前混凝土技术发展的主要方向之一[１－４]ꎮ作为混凝土技术进步的产物ꎬＨＰＣ是综合考虑原材料㊁配合比㊁生产制备方法㊁施工工艺等各个环节ꎬ充分利用地区资源和技术优势ꎬ以提高结构实体中混凝土的性能的一类混凝土[４－６]ꎮ与普通混凝土相比ꎬＨＰＣ具有诸多显著的优点[１ꎬ４ꎬ７]ꎬ因而广泛应用在国内外重点重大工程中ꎮ由于地质地貌的特点ꎬ重庆地区建筑历来都是因势而建ꎬ逐渐形成了以高层楼宇㊁大跨度桥梁㊁错综复杂的地下工程为特点的结构形式ꎬ这需要大量品质优良的高性能混凝土ꎮ尽管我国当前已具备相对成熟的原材料生产技术和混凝土配制施工工艺技术ꎬ并且在大量实际工程中使用了高强高性能混凝土[１－３ꎬ８－９]ꎬ然而在重庆其技术发展却相对滞后ꎬ工程中成功浇筑的混凝土强度等级最高为Ｃ７０ꎬ已不能满足重庆地区强烈的市场需求ꎬ故发展高强高性能混凝土实属当务之急ꎮ为此ꎬ本文主要研究Ｃ８０ＨＰＣ的制备技术ꎬ为其在重庆地区的应用提供技术储备ꎮ１㊀原材料与试验方法１.１㊀原材料水泥:重庆拉法基水泥厂生产的４２.５和５２.５普通硅酸盐水泥ꎻ矿粉:重庆钢铁集团高炉矿渣粉磨而成ꎬ比表面积４３０ｍ２/ｋｇꎬ密度２.８０ｇ/ｃｍ３ꎻ硅粉:四川朗天资源综合利用有限公司ꎻ粗集料:重庆地区破碎卵石ꎻ细集料:天然中砂细度模数为２.４６ꎬ机制砂的ＭＢ值为０.８ꎬ重庆地区特细砂细度模数１.１ꎬ含泥量１.１％ꎻ外加剂:聚羧酸高效减水剂ꎬ减水率３０％ꎮ１.２㊀试验方法混凝土的工作性和力学性能分别按«普通混凝土拌合物性能试验方法标准»(ＧＢ/Ｔ５００８０ ２００２)㊁«普通混凝土力学性能试验方法标准»(ＧＢ/Ｔ５００８１ ２００２)进行检测ꎮ２㊀试验结果与分析２.１㊀水泥强度等级及用量配制Ｃ８０ＨＰＣ宜选用普通硅酸盐水泥或者硅酸盐水泥ꎬ故结合相关文献在配合比及其他原材料不变的情况下ꎬ研究两种普通硅酸盐水泥(Ｐ.Ｏ４２.５和Ｐ.Ｏ５２.５)在不同用量下对混凝土新拌性能和抗压强度的影响ꎮ目前在我国ꎬ为保证强度ꎬＨＰＣ胶凝材料总量一般在５００~６００ｋｇ/ｍ３[１０－１３]ꎮ本次试验选取胶凝材料用量也在这一范围之内ꎮ具体混凝土配合比见表１ꎮ表１水泥等级及用量对混凝土性能的影响序号胶凝材料总量/(ｋｇ ｍ－３)水胶比砂率原材料用量/(ｋｇ ｍ－３)水泥矿粉硅灰天然中砂大石小石水１５０００.２５０.４２３８０８０４０８０８３７２７４５１２５２５５００.２５０.４２４３０８０４０７８２３６０７２０１３７.５３５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５４６０００.２５０.４２４８０８０４０７５６３４８６９６１５０５５０００.２５０.４２３８０８０４０８０８３７２７４５１２５６５５００.２５０.４２４３０８０４０７８２３６０７２０１３７.５７５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５８６０００.２５０.４２４８０８０４０７５６３４８６９６１５０㊀㊀注:①１号~４号采用４２.５级水泥ꎬ５号~８号采用５２.５级水泥ꎻ②外加剂为聚羧酸类ꎬ掺量以初始坍落度相当控制ꎬ并达到(２２０ʃ２０)ｍｍꎻ以下同ꎻ③大石为１０~２０ｍｍ粒级碎卵石ꎬ小石为５~１０ｍｍ粒级碎卵石ꎻ以下未作说明处与此同ꎮ㊀㊀测试指标包括新拌混凝土的粘聚性㊁保水性㊁初始坍落度/扩展度㊁２ｈ坍落度/扩展度以及３㊁７㊁２８ｄ抗压强度ꎮ测试结果分别见表２~３ꎬ图１~２所示ꎮ混凝土拌合物的初始和２ｈ坍落度和扩展度都随胶凝材料的用量增大而略有增加ꎬ但总体差别并不显著ꎻ与此同时ꎬ试验结果还表明水泥标号对混凝土工作性影响较小ꎮ说明水泥用量在５００~６００ｋｇ/ｍ３范围之内变化时ꎬ混凝土工作性可以通过调整外加剂掺量加以控制ꎮ１表２混凝土拌合物工作性(水泥Ｐ.Ｏ４２.５)ｍｍ组数新拌混凝土静置２ｈ工作性坍落度扩展度坍落度扩展度１工作性较好２２３５２７１８５３８０２保水性好粘度稍大２２５５１０２２０４５５３保水性好粘度稍大２４４５７５２５０５５８４流动性大㊁其他适宜２３０５９５２４４５７０表３混凝土拌合物工作性(水泥Ｐ.Ｏ５２.５)ｍｍ组数新拌混凝土静置２ｈ工作性坍落度扩展度坍落度扩展度５流动性差２２２４２０２２８５００６工作性好２２５５７２２５０５６５７流动性大２５０６００２５０５９０８流动性大２５０６３５２７０６６５㊀㊀对于用４２.５级水泥配制的混凝土强度随胶凝材料的总量先增大后减小(见图１)ꎻ而５２.５级水泥配制的混凝土强度随胶凝材料用量的增加而增加(见图２)ꎮ田冠飞[１１]通过大量的试验研究表明对于相同的水灰比ꎬ混凝土抗压强度随着水泥用量增加而变化的大致趋势是:先逐渐增大ꎬ当强度达到最大值以后ꎬ开始缓慢下降趋于某固定值ꎮ高丹盈[１２]同样认为在一定范围内增加水泥用量可以提高混凝土的强度ꎬ但是水泥用量增加到一定值后ꎬ对强度的影响不再明显ꎮ本实验也得到了相似结果ꎮ但总体来看ꎬ所测的８组混凝土２８ｄ的抗压强度大多集中在７８~８２ＭＰａ范围之内ꎮ所以ꎬ在一定范围内胶凝材料用量和水泥等级对２８ｄ抗压强度的影响有限ꎮ根据本文强度和工作性试验结果ꎬ胶凝材料总量初定为５８０ｋｇ/ｍ３ꎬ水泥品种选择５２.５级的水泥ꎮ图１㊀胶凝材料总量对混凝土强度的影响㊀图２㊀胶凝材料总量对混凝土强度的影响２.２㊀粗集料本次研究参数为粗集料的种类㊁粒径及针片状含量对ＨＰＣ性能的影响ꎮ混凝土配合比见表４ꎮ表４粗集料品种和粒径对混凝土性能的影响序号胶凝材料总量/(ｋｇ ｍ－３)水胶比砂率原材料用量/(ｋｇ ｍ－３)水泥矿粉硅灰天然中砂大石小石水９５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５１０５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５１１５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５１２５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５１３５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５１４５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５１５５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５１６５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５㊀㊀注:①９为碎卵石粗集料ꎻ１０为石灰石碎石ꎻ由５~１０ｍｍ和１０~２０ｍｍ组成ꎻ②１１㊁１２㊁１３为碎卵石粗集料ꎬ小石均为５~１０ｍｍꎬ大石分别是１０~１５ｍｍ㊁１０~２５ｍｍ和５~１０ｍｍꎻ③１４㊁１５㊁１６为碎卵石粗集料ꎬ小石为５~１０ｍｍꎬ大石针片状含量分别为３％㊁５％㊁８％㊁１０％ꎮ㊀㊀测试指标包括新拌混凝土的粘聚性㊁保水性㊁初始坍落度/扩展度㊁２ｈ坍落度/扩展度以及３㊁７㊁２８ｄ抗压强度(见表５和图３~５)ꎮ表５混凝土拌合物的工作性ｍｍ组数新拌混凝土静置２ｈ工作性坍落度扩展度坍落度扩展度９工作性一般２４０６０５２４５６２５１０粘度稍大保水２３０４９５２５０５９０１１部分砂浆粘度稍大２５５５９０２４５５３５１２工作性一般２５５６１０２３０５４０１３砂浆２１５４７０１８０３７０１４工作性一般２４２５９０２０８３８０１５粘度较大其他适宜２２０４５０２０２４００１６少部分砂浆２４０５５０２３５５２０㊀㊀可以看出粗集料的品种(９组与１０组)对混凝土性能的影响ꎬ用碎卵石粗集料混凝土(９组)的坍落度和扩展度均比用石灰石碎石混凝土(１０组)大ꎬ同时３㊁７㊁２８ｄꎬ９组的混凝土试件强度均比１０组的强度高ꎬ是因为破碎石灰石的母岩强度不及破碎卵石的强度高ꎬ故测试的结果９组的混凝土试件强度高于１０组的混凝土试件强度ꎮ粗集料的最大粒径对ＨＰＣ性能的影响(１０组㊁１１组㊁１２组㊁１３组):在本次研究中ꎬ单粒级小石子(５~１０ｍｍ)比例不变ꎬ仅改变的单粒级大石子粒径ꎬ通过实验来确定最大粒径的选择ꎮ如表５所示ꎬＨＰＣ的工作性随粗集料最大粒径的增加而增加ꎬ混凝土试件的强度随粗集料最大粒径增大而降低ꎮ石子最大粒径的减小ꎬ不仅增加了石子与水泥砂浆的粘结面积ꎬ而且有利于在混凝土振动成型时ꎬ使石子分布均匀ꎬ进而提高了混凝土的抗压强度ꎮ粗集料的针片状含量(９组㊁１４组㊁１５组㊁１６组)对混凝土性能的影响:由表５可知ꎬ拌合物的工作性随粗集料针片状含量的增大而逐渐降低ꎻ混凝土的抗压强度随粗集料针片状含量的增大而减小ꎬ而且当针片状颗粒含量大于５％时ꎬ出现一定泌水现象并且强度有明显下降ꎮ针片状骨料由于其粒形的特点ꎬ在浆体中易发生水平定向排列ꎬ造成骨料下方局部水灰比增大ꎬ在振捣过程中还会阻滞气泡上浮ꎬ从而在骨料下方界面处产生较多的孔洞和裂缝ꎬ因此ꎬ针片状骨料含量的增加ꎬ造成了混凝土体系薄弱环节的增多ꎬ导致了混凝土强度的降低ꎮ另外ꎬ粗集料针片状含量较多时ꎬ会使混凝土中粗集料之间的摩擦力增大ꎬ大幅度的降低了混凝土的工作性ꎬ所以１６组粗集料中针片状含量为１０％ꎬ其值远大于ＨＰＣ对粗集料中针片状含量的推荐范围(针片状颗粒含量不２宜大于５％且不应大于８％)ꎬ严重影响混凝土的结构体系ꎬ所配制出的混凝土远不能满足ＨＰＣ强度要求且出现离析的现象ꎮ与之相比较的第９组ꎬ针片状含量仅为３.４％ꎬ相关参数皆可满足要求ꎮ故通过试验及相关分析ꎬ对于针片状颗粒含量不宜大于５％ꎮ图３㊀粗集料种类对强度的影响图４㊀粗集料粒径对强度的影响图５㊀针片状含量对强度的影响２.３㊀细集料本次实验主要考虑３个因素ꎬ分别为细集料的种类㊁混合砂的细度模数及混合砂的砂率ꎮ具体混凝土配合比如表６所示ꎮ测试指标包括新拌混凝土的粘聚性㊁保水性㊁初始坍落度/扩展度㊁２ｈ坍落度/扩展度以及３㊁７㊁２８ｄ抗压强度ꎬ测试结果分别见表７和图６~８所示ꎮ细集料的种类(１７组和１９组)对ＨＰＣ性能的影响:从表７中可以看出ꎬ掺天然中砂(１７组)与混合砂(１９组)的新拌混凝土工作性相差并不明显ꎮ如图６所示ꎬ混合砂混凝土强度要明显高于天然中砂混凝土强度ꎮ所以ꎬ配制ＨＰＣ完全可以使用混合砂ꎬ而不必要过分限制细集料种类ꎮ表６砂种类及砂率对混凝土性能的影响序号胶凝材料总量/(ｋｇ ｍ－３)水胶比砂率原材料用量/(ｋｇ ｍ－３)水泥矿粉硅灰天然中砂大石小石水１７５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５１８５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５１９５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５２０５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５２１５８００.２５０.３５４６０８０４０６３９３９５７９１１４５２２５８００.２５０.３８４６０８０４０６９４３７７７５４１４５２３５８００.２５０.４５４６０８０４０８２１３３５６６９１４５２４５８００.２５０.４８４６０８０４０８７６３１６６３３１４５㊀㊀注:①大石为１０~２０ｍｍ粒级碎卵石ꎬ小石为５~１０ｍｍ粒级碎卵石ꎻ②１７为天然中砂ꎻ１８㊁１９㊁２０为混合砂ꎬ细度模数分别为２.０㊁２.５和２.８ꎻ③２１㊁２２㊁２３㊁２４为细度模数２.６左右的混合砂ꎬ砂率分别为３５％㊁３８％㊁４５％㊁４９％ꎮ表７混凝土拌合物的工作性ｍｍ组数新拌混凝土静置２ｈ工作性坍落度扩展度坍落度扩展度１７工作性较好２５４６９５２２５４５０１８粘度较大流动性差６０///１９保水一般粘度稍大２４８５７０２３５５１０２０流动一般其他适宜２３０５２０２２３４６０２１工作性一般２２５５４５２３０５２０２２粘度稍大２４０４８０２３０５２０２３粘度较大２２５４４０２１０４１０２４粘度较大２４２５６０２３０５３０㊀㊀细度模数(１８组㊁１９组㊁２０组)对ＨＰＣ性能的影响:表７数据显示混凝土工作性能随所混合砂的细度模数增大而增大ꎬ而抗压强度值随细度模数的增大而先增大后减小ꎮ本次研究中混合砂的细度模数与机制砂掺量成比关系ꎮ在细度模数比较小时ꎬ特细砂比例较大ꎬ则混合砂的细粉量增多ꎬ所需被包裹水泥浆体量增加ꎮ这使得欲达到同等的拌合物工作性ꎬ所需水泥浆体增加ꎬ故１８组拌合物的工作性最差ꎮ相反当细度模数增大时ꎬ会使拌合物工作性有所提高ꎮ细度模数对混凝土强度的影响ꎬ主要由颗粒级配所决定ꎬ由试验结果可知ꎬ细度模数在２.６时ꎬ颗粒级配相对合理ꎮ图６㊀砂的种类对混凝土强度的影响３图７㊀砂的细度模数对混凝土强度的影响㊀图８㊀砂率对混凝土强度的影响砂率(２１组㊁２２组㊁２３组㊁２４组)对ＨＰＣ性能的影响:由表７试验结果可知ꎬ整体而言拌合物的工作性随砂率增大而减小ꎬ混凝土试件的强度随砂率增大而增大ꎮ砂在混凝土中的主要作用是填充粗集料之间的空隙ꎬ砂率的大小直接影响混凝土的工作性ꎮ正如何锦云[１４]研究表明坍落度和砂率的关系并不是一个简单的线性关系ꎬ而是先随着砂率的增加而增加ꎬ之后又随砂率的增加而减小ꎮ关于抗压强度ꎬ不同砂率的强度之间相差不大ꎮ综合比较ꎬ配合比的砂率应在４２％左右ꎮ２.４㊀水胶比本次试验水胶比选择０.２４㊁０.２５㊁０.２７㊁０.２９ꎮ具体混凝土配合比见表８ꎬ试验结果见表９和图９ꎮ表８水胶比对混凝土性能的影响序号胶凝材料总量/(ｋｇ ｍ－３)水胶比砂率原材料用量/(ｋｇ ｍ－３)水泥矿粉硅灰天然中砂大石小石水２５５８００.２４０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１３９２６５８００.２５０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１４５２７５８００.２７０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１５７２８５８００.２９０.４２４６０８０４０７６７３５３７０５１６８㊀㊀注ꎻ①大石为１０~２０ｍｍ粒级碎卵石ꎬ小石为５~１０ｍｍ粒级碎卵石ꎻ②外加剂掺量以初始坍落度相当控制ꎬ并达到(２２０ʃ２０)ｍｍꎮ表９混凝土拌合物的性能ｍｍ组数新拌混凝土静置２ｈ工作性坍落度扩展度坍落度扩展度２５粘度特大１０５///２６工作性一般２１０４５５２３５５０８２７流动性较大２５０６３５２４０５８０２８流动性特大２４０６５５２５０６４５图９㊀水胶比对混凝土强度的影响从测试结果可知:混凝土拌合物的工作性随水胶比的增大而增大ꎬ其经时损失值随水胶比的增大而减小ꎬ同时混凝土强度也随水胶比的增大而减小ꎮ在ＨＰＣ配制过程中ꎬ工作性主要通过两个参数进行调剂ꎬ一个是高效减水剂ꎬ另一个是单方用水量ꎮ在本文试验中ꎬ胶凝材料总量保持不变ꎬ单方用水量以水胶比变化所体现ꎮ为此随水胶比提高ꎬ单方用水量加大ꎬ混凝土工作性增高ꎬ同时加大单方用水量ꎬ会使混凝土孔隙率升高ꎬ进而降低其强度ꎮ根据本次研究所得数据ꎬ水胶比选择为０.２５作为配制Ｃ８０混凝土水胶比较佳ꎬ即单方用水量在１４５ｋｇ左右ꎮ３㊀结㊀论１)配制Ｃ８０ＨＰＣ宜选用５２.５级优质普通硅酸盐水泥ꎬ胶凝材料总量为５８０ｋｇ/ｍꎮ２)粗骨料的母岩强度与形貌特征对Ｃ８０ＨＰＣ的工作性与强度影响较大ꎬ应选用卵石为粗骨料ꎬ并保证骨料的最大粒径不大于１５ｍｍꎬ针片状含量不超过５％ꎮ３)用中砂和混合砂配制的混凝土工作性和强度差别不大ꎮ这表明合理选用混合砂配制Ｃ８０ＨＰＣ是完全可行的ꎮ需注意的是调整混合砂的模数在２.６左右ꎬ砂率在４２％左右ꎮ４)配制Ｃ８０ＨＰＣ水胶比宜为０.２４~０.２６ꎮ[ＩＤ:００６２００]参考文献:[１]㊀ＰｕＸＣ.Ｓｕｐｅｒ－ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈꎬｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｏｎｃｒｅｔｅ:[Ｍ].Ｔａｙｌｏｒ＆ＦｒａｎｃｉｓＬｔｄꎬ２０１１.[２]㊀陈肇元.高强与高性能混凝土的发展及应用[Ｊ].土木工程学报ꎬ１９９７ꎬ３０(１０):３－１１.[３]㊀吴中伟.高性能混凝土ＨＰＣ的发展趋势与问题[Ｊ].建筑技术ꎬ１９９８ꎬ２９(１):８－１３.[４]㊀ＡｉｔｃｉｎＰＣ.Ｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｏｎｃｒｅｔｅ[Ｍ].ＳｐｏｎＰｒｅｓｓꎬ１９９８.[５]㊀ＲｕｓｓｅｌｌＨＧ.ＡＣＩＤｅｆｉｎｅｓＨｉｇｈ－ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＣｏｎｃｒｅｔｅ[Ｊ].Ｃｏｎ￣ｃｒｅｔｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌꎬ１９９９(２１):５６－５７.[６]㊀ＡｉｃｔｉｎＰＣꎬＮｅｖｉｌｌｅＡＭ.Ｈｉｇｈ－ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＣｏｎｃｒｅｔｅＤｅｍｙｓｔｉｆｉｅｄ[Ｊ].ＣｏｎｃｒｅｔｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌꎬ１９９３(１５):２１－２６.[７]㊀ＭｏｒｅｎｏＪ.Ｈｉｇｈ－ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＣｏｎｃｒｅｔｅＥｃｏｎｏｍｉｃＣｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＣｏｎｃｒｅｔｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌꎬ１９９８(２０):６８－７０.[８]㊀赵铁军ꎬ朱金栓ꎬ冯乃谦.高性能混凝土的渗透性[Ｊ].混凝土与水泥制品ꎬ１９９７ꎬ２４(２):１６－１９.[９]㊀金伟良ꎬ吕清芳ꎬ潘仁泉.东南沿海公路桥梁耐久性现状[Ｊ].江苏大学学报ꎬ２００７ꎬ２８(３):２５４.[１０]㊀程宝军ꎬ亓维利ꎬ陈景ꎬ等.水泥用量对高强自密实混凝土性能的影响[Ｊ].混凝土ꎬ２０１３ꎬ３５(２):９７－１０１.[１１]㊀田冠飞ꎬ沈乔楠ꎬ冷发光.水泥用量对混凝土抗压强度影响的试验研究[Ｊ].混凝土ꎬ２００７ꎬ２９(５):１－５.[１２]㊀高丹盈ꎬ严克兵.水泥用量对塑性混凝土强度的影响[Ｊ].水利水电技术ꎬ２００８ꎬ５０(９):５６－５８.[１３]㊀王振铎ꎬ王庆.关于混凝土最小水泥用量的讨论[Ｊ].混凝土ꎬ２００５ꎬ２７(２):２４－２８.[１４]㊀何锦云ꎬ王继宗.砂率对混凝土和易性及强度影响的试验研究[Ｊ].河北建筑科技学院学报ꎬ２００２ꎬ１９(４):２７－２９.４。

混凝土主要技术参数水泥强度、水灰比、砂率混凝土主要技术参数 - 水泥强度、水灰比、砂率在建筑工程中，混凝土是一种常见而重要的材料。

混凝土主要由水泥、砂子、骨料和适量的水混合而成，不同的混合比例和参数会对混凝土的性能产生巨大影响。

在本文中，我们将着重讨论混凝土的主要技术参数，包括水泥强度、水灰比和砂率。

一、水泥强度水泥是混凝土中的一种基础材料，其强度直接影响混凝土的整体强度。

水泥强度是指水泥在规定的时间内所承受的压力。

一般来说，水泥强度可以分为28天强度、56天强度和90天强度等等。

在混凝土施工中，我们通常关注的是28天强度，因为这可以作为判断混凝土强度是否符合设计要求的重要指标。

二、水灰比水灰比是指混凝土中水的质量与水泥质量之比。

水灰比直接影响混凝土的工作性能、强度和耐久性。

较低的水灰比意味着较少的水分，混凝土会更为坚固和耐久，但也会加大施工难度。

较高的水灰比会使混凝土更易流动，但可能会导致强度降低和耐久性下降。

因此，在混凝土设计中，需要根据具体的工程要求确定适宜的水灰比。

三、砂率砂率是指砂子在混凝土中所占的比例。

砂子是混凝土中的骨料之一，主要起到填充和增强作用。

砂率的大小会直接影响混凝土的工作性能、强度和耐久性。

较高的砂率可以增加混凝土的强度，但会降低流动性。

较低的砂率可以增加混凝土的流动性，但可能会影响强度。

因此，在选择砂率时，需要根据具体工程要求和砂子的质量来确定合适的比例。

综上所述，混凝土的主要技术参数包括水泥强度、水灰比和砂率。

水泥强度直接决定混凝土的整体强度，水灰比决定混凝土的性能和耐久性，砂率则决定混凝土的工作性能和强度。

在实际工程中，根据具体要求和材料特性确定合适的参数是保证混凝土质量和工程安全的重要一环。