混凝土是現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的主要材料，我國(guó)每年混凝土用量約10億立方米?；炷恋闹饕M成材料是石子、砂子、水泥與水。在整個(gè)混凝土中，砂作為細(xì)骨料，石子作為粗骨料，其量占混凝土總量的65%～75%。粗細(xì)骨料一般不與水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其作用是構(gòu)成混凝土骨架，并對(duì)水泥石的收縮變形起一定的抑制作用。
凝土強(qiáng)度的影響很小。砂率對(duì)高性能混凝土強(qiáng)度的影響比普通混凝土顯著。王立久依據(jù)砂率計(jì)算公式和坍落度計(jì)算公式，從砂率的基本概念出發(fā)，分別以坍落度、水泥用量最小原則，得到一致的滿足砂率的砂灰比計(jì)算公式。康蘇芳等利用纖維素醚和砂率對(duì)全輕混凝土強(qiáng)度、干密度做了研究，但未對(duì)混凝土中砂率的規(guī)律做出詳細(xì)研究。
本論文研究C30、C40與C50混凝土在不同砂率下，其坍落度、擴(kuò)展度、表觀密度及混凝土7d、28d抗壓強(qiáng)度變化規(guī)律，以期給實(shí)際工作做出一定的理論指導(dǎo)。
2實(shí)驗(yàn)
2.1原材料
采用南京中聯(lián)水泥有限公司，P.〇42.5級(jí)，其物理力學(xué)性能見(jiàn)表1。
采用南京市售黃砂，細(xì)度模數(shù)為2.3，其篩分析見(jiàn)表2，表觀密度為2620kg/m3，含泥量為3.4%。
采用市售碎石，其篩分析見(jiàn)表3，物理性能見(jiàn)表4。
2.2外加劑
市售，江蘇中鐵奧萊特新材料有限公司M12，聚羧酸高性能減水劑。
2.3試驗(yàn)方法
試驗(yàn)配合設(shè)計(jì)依據(jù)JGJ55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》，本試驗(yàn)用質(zhì)量法和體積法的平均值作為初步配比結(jié)果，利用Excel計(jì)算得到每立方米各原材料和HPA-E的配合比如表6。
試驗(yàn)執(zhí)行GB/T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》。試件經(jīng)過(guò)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)7d及28d后，取出各組試件，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)試。
試驗(yàn)研究混凝土中集料含泥量的摻量不同對(duì)各種減水劑應(yīng)用在混凝土中的坍落度、抗壓強(qiáng)度等性能的影響。
3結(jié)果與討論
3.1砂率對(duì)混凝土工作性的影響
砂率對(duì)新拌混凝土坍落度和擴(kuò)展度的影響見(jiàn)圖1～圖3。
砂子的粒徑比石子小很多，比表面積大，而且在新拌混凝土中是填充于粗骨料的空隙中，因而砂率的改變會(huì)使骨料的總表面積和空隙率有顯著的變化。砂率越大，骨料的總表面積越大，在水泥漿量一定的條件下，包裹于骨料表面的水泥漿厚度將減小，水泥漿對(duì)骨料的潤(rùn)滑作用將減弱，使新拌混凝土的流動(dòng)性變差。若砂率過(guò)小，砂填充石子空隙后，不能保證粗骨料間有足夠的砂漿層，也會(huì)降低新拌混凝土的流動(dòng)性，而且影響新拌混凝土的粘聚性和保水性，使新拌混凝土粗澀、松散、粗骨料易發(fā)生離析現(xiàn)象。當(dāng)砂率適宜時(shí)，砂子不但填滿石子空隙，而且還能保證骨料間有一定厚度的砂漿層以便減小粗骨料的滑動(dòng)阻力，使新拌混凝土有較好的流動(dòng)性?？梢?jiàn)砂率對(duì)新拌混凝土的工作性能有顯著的影響。由圖1～3可以看出，三組混凝土的坍落度以及1小時(shí)坍落度隨砂率的變化規(guī)律都是先增大后減小，C30混凝土在砂率為0.43左右取值，C40混凝土在砂率為0.40左右取值，C50混凝土在砂率為0.37左右取值。由于坍落度和擴(kuò)展度能夠反映混凝土一定的工作性能，坍落度和擴(kuò)展度較大且不出現(xiàn)泌水現(xiàn)象則會(huì)具有較好的工作性能，因此，對(duì)于不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，要使得其坍落度較大而獲得較好的工作性，所取的砂率是各自不同的，30、C40、C50混凝土取在0.43、0.40、0.37左右較為合適。
混凝土的擴(kuò)展度以及1h擴(kuò)展度隨砂率的曾大出現(xiàn)在規(guī)律都是先增大后減小，C30混凝土擴(kuò)展度在砂率為0.43左右取得值，C40混凝土擴(kuò)展度在砂率為0.40左右去得值，C50混凝土擴(kuò)展度在砂率為0.37左右去得值。因此，不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土要使得其擴(kuò)展度較大，所取的宜的砂率值是不一樣的，30、C40、C50混凝土的砂率值分別取在0.43、0.40、0.37左右較為合適。
綜上所述，在試驗(yàn)條件下，C30、C40、C50混凝土的合理砂率分別為0.43、0.40、0.37，同時(shí)也說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)JGJ55-2011的設(shè)計(jì)是符合實(shí)踐的。
3.2砂率對(duì)混凝土表觀密度的影響
砂率對(duì)混凝土表觀密度的影響見(jiàn)圖4。
從圖4可以看出，三種不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土的表觀密度隨著格子砂率的變化沒(méi)有顯現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律，且測(cè)定的表觀密度值都趨于平緩狀態(tài)，在2380～2550kg/m2之間變化，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的變化，可見(jiàn)，砂率對(duì)混凝土的表觀密度影響不大。
3.3砂率對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響
由圖5～圖7可以看出，三種不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土在這個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)砂率的變化對(duì)其7d強(qiáng)度的影響不大，觀察他們的平均值都是呈平緩趨勢(shì)，沒(méi)有明顯的變化規(guī)律，幾乎觀察不出砂率變化對(duì)混凝土7d強(qiáng)度的影響變化規(guī)律。可見(jiàn)，砂率對(duì)混凝土7d強(qiáng)度的影響不大。
砂率對(duì)這三種不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土的28d抗壓強(qiáng)度的影響不是很明顯，隨著砂率的變化，28d抗壓強(qiáng)度值呈現(xiàn)出不規(guī)律的變化狀態(tài)，特別是從平均值的變化曲線可以看出，平均值趨于平緩的變化狀態(tài)，可見(jiàn)，砂率對(duì)混凝土28d抗壓強(qiáng)度值的影響不是很大。
綜上所述，砂率變化對(duì)混凝土7d、28d的抗壓強(qiáng)度沒(méi)有什么影響，這從鮑羅米公式也可得到印證。
4結(jié)論
(1)在本試驗(yàn)條件下，砂率的變化對(duì)C30、C40、C50混凝土的坍落度和擴(kuò)展度的影響比較大，總體呈現(xiàn)一個(gè)先增大后減小的趨勢(shì)，坊落度和擴(kuò)展度能反映出混凝土一定的工作性能，因此，要使混凝土有較好的工作性能，C30、C40、C50這三種不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土的坍落度應(yīng)該分別取在0.43、0.40、0.37左右較為適宜；
(2)在試驗(yàn)條件下，可以看出，砂率的變化對(duì)混凝土的表觀密度以及抗壓強(qiáng)度的影響不是很大，就從本文的試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果來(lái)分析，看不出砂率對(duì)混凝土的表觀密度和抗壓強(qiáng)度的影響變化規(guī)律。因此，可以說(shuō)砂率對(duì)混凝土的表觀密度和抗壓強(qiáng)度沒(méi)有較大的影響；
(3)從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，在施工過(guò)程中對(duì)混凝土的工作性能要求較高的情況下，C30、C40、C50這三種不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土的砂率應(yīng)該分別取0.43、0.40、0.37比較合適。
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