C70山机砂大流动性混凝土的制备及工程应用

C70山机砂大流动性混凝土的制备及工程应用

发表时间：2018-02-07T15:21:24.333Z 来源：《防护工程》2017年第29期作者：张广智林喜华赵士豪何德军[导读] 通过研究不同山机砂对混凝土泵送性能、强度、耐久性的影响。

中建西部建设贵州有限公司贵州贵阳 550081

摘要：通过研究不同山机砂对混凝土泵送性能、强度、耐久性的影响，制备性能优良的C70大流动性混凝土，并成功用于贵阳金融中心双子塔，实施效果良好。结果表明：该混凝土泵送性能、力学性能、耐久性能满足结构设计要求。

关键词：山机砂；大流动性混凝土；泵送性能；工程应用

引言：随着人类环境保护意识的提高和受天然砂资源的限制，山机砂的推广使用不仅可以节约资源，还可给预拌混凝土企业和建筑单位带来一定的经济效益[1]。与河砂相比，山机砂存在一定的缺陷，但也有自己的优势。山机砂颗粒大小不一，形状各异，有一定的石粉残留，所以，它的流动阻力比起河砂来会更大，在配制混凝土的时候需要提高单位用水量，使混凝土产生更好的粘性[2]。

目前国内关于山机砂在混凝土中应用的研究已有很多，但山机砂的应用仍主要局限于中低标号混凝土中，在高标号混凝土中应用很少[3]。本文就山机砂在 C70 大流动性混凝土中的应用进行了研究。并成功运用于贵阳金融中心双子塔1#楼核心筒、钢管柱，泵送高度达76m，并取得了良好的实施效果，应用总方量达到20156.4m3，对于推动我国大流动性混凝土，尤其是山机砂大流动性混凝土在实际工程中的应用，具有重要的参考价值。

1.研究思路及试验设计

1.1 技术难点

1）技术研究难点：山机砂级配较差、颗粒粒形不好，同时惰性底粉较多，使拌制的混凝土流动阻力大，需水量增多，由于过多的用水量和胶材用量，在长距离运输过程中混凝土坍落度损失严重，且易出现离析现象[4]。

2）工程应用难点：C70混凝土胶凝材料用量较多，新拌混凝土粘度大，泵送过程中与管壁剪切阻力大，不利于泵送。

1.2 技术路线

1）对比多种岩性不同的山机砂对C70大流动性混凝土工作性、力学性能、耐久性能的影响，同时控制石粉含量，选用MB值小于1.0的山机砂，降低用水量，改善拌制混凝土流动性。

2）基于紧密堆积原理，将5~10mm、10~20mm两种单粒级碎石按比例混合，使粗集料堆积孔隙率最小，降低砂浆用量，减少泵送阻力，同时采用高性能聚羧酸减水剂与多种矿物参合料复合，降低水胶比，增强混凝土保坍性能。

1.3 原材料

1）水泥：海螺/P.O52.5；

2）硅灰：浩通/硅灰；

3）磷渣粉：浩通/L70；

4）煤灰：清镇鑫能 F-Ⅱ；

5) 外加剂：中建商品混凝土眉山新材料有限公司/ZJC-01；

6) 砂:成智重工玄武岩中砂，细度模数2.8；成智重工石灰岩中砂，细度模数2.9；武汉天然砂，细度模数2.8；

7) 碎石：修文宏华/5-20mm；

注：由于不同种类砂表观密度不同，为保证砂体积分数一致，根据比重差距，调整配合比中砂的质量。

从表4混凝土抗压强度数据来看，山机砂混凝土同龄期抗压强度比天然砂高出8~15%，这是由于山机砂表面粗糙、棱角性强，增加了与水泥石之间的界面粘结力，同时山机砂特有的少量石粉不仅完善了山机砂级配，其填充作用提高了混凝土密实性和各龄期抗压强度；玄武岩混凝土7d强度与石灰岩接近，28d强度高于石灰岩混凝土，这是由于混凝土早期强度主要来源于胶凝材料水化，后期强度主要取决于混凝土中的薄弱环节，即水泥石—骨料之间的界面，不同岩性的山机砂与水泥石有不同的界面效应，玄武岩属于硅质骨料，可以在界面处吸收胶材水化生成的Ca(OH)2，促进界面处胶材水化进程，提高界面粘结力，而石灰岩属于碳酸盐骨料，不含有硅质活性组分，因此界面粘结力较弱。

2.2山机砂岩性对混凝土耐久性能的影响

从表5可以看出：（1）C70山机砂抗碳化性能、抗氯离子渗透性能以及抗渗性均优于天然砂混凝土，这是由于山机砂的生产特点，不可避免的含有少量石粉，少量的石粉填充了硬化混凝土的空隙，改善混凝土孔径大小分布，增强骨料与水泥石之间的密实度从而提高了混凝土抗碳化性、抗氯离子渗透性以及抗渗性能；（2）C70山机砂混凝土干燥收缩性能略差于天然砂混凝土，这是由于C70等级的混凝土含有大量的胶凝材料，山机砂石粉作为超细集料增大了混凝土体系中浆体量，因此干缩率较大。

以上结果表明，C70山机砂混凝土结构密实，耐久性优良，满足在诸多环境下使用100年的耐久性结构设计要求。

3. 工程应用

前期大量试验表明，C70山机砂混凝土满足入泵标准以及耐久性结构设计要求，可以运用于工程应用。

贵阳国际金融中心一期商务区项目（1、2号楼）位于贵阳市未来城市中心金阳新区最重要的金融CBD，该项目由2栋主楼和一个南广场组成，建筑面积为45万平米，其中1#楼集商业、办公、娱乐、豪华酒店为一体，地下5层、地上76层，总高度为377米，1#楼16层以下核心筒、钢管柱要求使用C70山机砂大流动性混凝土，最高泵送高度76 m，原材料选用贵阳市场上生产工艺先进、产品质量优良、保供能力强、品牌口碑良好的生产厂家作为本公司原材料供应商。

贵阳国际金融中心一期商务区1#楼C70浇筑工程，自2017年4月起至2017年10月，项目施工进展顺利，总方量达20156.4m3，C70山机砂大流动性混凝土的施工配合比同设计配合比，某批次产品取样检测结果如表6。

如表6可知，C70大流动性混混凝土工作性良好，3h内工作性无损失，28d抗压强度达到85.6MPa，满足大流动性混凝土泵送施工以及强度设计要求。现场同条件钻芯取样，混凝土抗压强度、耐久性符合设计使用年限要求。

4. 结论

（1）根据《高性能混凝土应用技术规程》及耐久性结构设计要求进行配合比设计，基于紧密堆积原理，确定砂石体积比43:57，采用高性能减水剂与多种矿物参合料复合技术，降低水胶比，改善泵送性能，得到水胶比0.29，性能优良的C70山机砂大流动性泵送混凝土。

（2）该C70山机砂混凝土工作性、抗压强度、耐久性均普遍优于天然砂混凝土，且满足结构设计要求。

（3）该C70山机砂大流动性混凝土成功应用于贵阳国际金融中心一期商务区项目1#楼，总方量达20156.4m3，实施效果良好。参考文献

[1]刘军.山机砂在C80大流动性混凝土的配制及试验研究[J].商品混凝土,2010,07:51-53+60.

[2]菅瑞海.山机砂大流动性混凝土性能试验研究[J].交通科技,2015,03:153-155.

[3]王燚,冯庆革,彭俚,孙昕.山机砂高性能混凝土的耐久性分析[J].商品混凝土,2015,07:64-66.

[4]高育欣,唐天明,林喜华,徐芬莲,徐国栋.C80山机砂大流动性混凝土的研制及工程应用[J].混凝土,2011,09:99-101.