细集料含泥量对混凝土工作性及长期性能的影响

表1
实际工程用C50混凝土配合比
试验编号含泥量（%）配合比（kg/m 3）
C
FA
S
G
W
聚羧酸减水剂
Sand00.0412
65
7201080163
10.49
Sand10.5Sand2 1.0Sand3 2.0Sand4
3.0
随着城市建设的不断发展，
工程投资和规模也日趋扩大，越来越多的大型和超大型建筑物以及构筑物已经成为城市的重要标志。

并且我国水泥产量连续多年居于世界第一位，混凝土的产量也连续多年居于世界第一位，比如2019年混凝土的产量在25亿m 3左右。

随着混凝土骨料消耗量的逐年增加，加上天然砂资源的日渐枯竭，可用于高强高性能混凝土的天然砂资源越来越少，且细集料的级配及含泥量越来越差。

高强高性能化是混凝土技术未来发展的方向之一，集料在混凝土内部会起到骨架支撑作用，
其中粗集料的体积约占集料总体积的70%，细集料的体积约占总体积的30%。

因此，细集料的品质和性能会对新拌混凝土的工作性及硬化混凝土各项长期性能起到重要的作用。

细集料的种类、含泥量、粒径分布、颗粒级配、砂率等均对混凝土的性能有显著影响，这些也是细集料选用时要考虑的主要指标项目[1-4]。

为了解含泥量这一性能参数对混凝土基本性能影响这一问题，本文通过对细集料含泥量与C50混凝土性能之间的关系进行分析，阐述了细集料含泥量对混凝土工作性及长期性能的影响。

1试验原材料与配合比
（1）试验原材料。

本试验采用松花江产天然河砂，细度模数为2.64，为II 区中砂；阿城玉泉采石场生产的碎石，骨料粒径为5～25mm ，连续级配，压碎指标为5.9%，水洗后含泥量为0g ；采用宾西P.O42.5水泥，3d 和28d 的抗折强度分别为4.5MPa 和7.2MPa ，抗压强度分别为23.6MPa 和47.6MPa ，其他指标均符合标准要求。

掺合料：呼兰II 级粉煤灰、聚羧酸减水剂、自来水。

（2）试验配合比。

试验选用砂中的含泥量分别为0.0%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%。

采用水洗河砂后人工添加泥粉的方式制备不同泥含量的河砂。

实际工程用C50混凝土配合比如表1所示。

2试验结果
2.1细集料含泥量对混凝土工作性的影响
试验测试所得的细集料含泥量对混凝土坍落度、坍落扩展度、泌水率、和易性等影响的试验结果如表2所示。

从表2中的数据可以分析得出，在本试验条件下，混凝土的坍落度随着细集料含泥量的增加而逐渐降低。

在含泥量1.0%以内，虽有影响但并不明显，超过1.0%后影响非常大，而当含泥量达到3.0%时，混凝土坍落度下降速度明显加快，为参考混凝土坍落度的63.8%，同时混凝土1h 坍落度的保留值也是呈现这种影响规律。

混凝土的坍落扩展度也有与此类似的情况，在本试验条件下，当细集料含泥量达到3.0%时，混凝土的扩展度很小，同时混凝土的和易性极差，不适于泵送施工使用。

随着含泥量的增加，混凝土的泌水率也逐渐降低。

由此可见，对于C50混凝土来说，含泥量宜控制在1.0%以内为宜。

2.2细集料含泥量对混凝土抗压强度和抗折强度的影响
细集料含泥量对混凝土抗压强度和抗折强度影响的试验结果如表3所示。

由表3可知，随着细集料含泥量的增加，混凝土的强度不断降低。

原因可能是，随着含泥量增加，细集料与水泥石界面周围布满泥，影响了水泥石与细集料之间的界面区结构，不利于二者之间的粘结。

另外，随着含泥量的增加，
水泥建筑聚焦
DOI :10.12203/j.xclxzs.1671-9344.202010002
作者简介：韩宏伟（1963—），男，汉族，河北南皮人，高级工程师，
学士。

研究方向：建筑技术与标准化。

细集料含泥量对混凝土工作性
及长期性能的影响
韩宏伟
（黑龙江省城乡建设研究所，黑龙江哈尔滨，150070）
摘要:为了获知细集料含泥量对混凝土工作性及长期性能的影响，
文章研究了不同细集料含泥量对C50混凝土的工作性及硬化混凝土的抗压强度和抗折强度、干燥收缩、碳化与抗氯离子渗透的影响。

研究结果表明，细集料含泥量对混凝土长期干燥收缩、抗碳化性能、抗氯离子渗透能力的影响较大。

随着细集料含泥量的增加，混凝土干燥收缩增加，混凝土抗碳化性能、抗氯离子渗透能力明显降低，因此在制备C50混凝土时，应采取有效措施，控制细集料中的含泥量，以保证混凝土质量。

关键词:混凝土工作性；混凝土长期性能；细集料含泥量中图分类号:TU528
文献标志码:A
文章编号:1671-9344(2020)10-0003-02
3--
建筑聚焦
表2细集料含泥量对混凝土工作性的影响
试验编号含泥量（%）坍落度
坍落扩展度泌水率（%）和易性Sand00.0235230680670 3.2好Sand10.5220210625610 2.4好Sand2 1.0205185565520 1.2不好Sand3 2.0175120530435 1.0粘Sand4
3.0
150
100
450
380
发
散
表3细集料含泥量对混凝土抗压强度和抗折强度的影响
试验编号含泥量（%）抗压强度（MPa ）
抗折强度Sand00.035.646.265.38.2Sand10.534.144.964.88.1Sand2 1.027.541.261.57.6Sand3 2.021.336.558.3 6.3Sand4
3.0
18.9
32.6
55.2
4.8
石结构内部受泥含量的影响，
缺陷增加，强度降低。

当细集料含泥量增加到1.0%时，28d 混凝土抗压强度较参考混凝土损失了5.8%；当细集料含泥量增加到2.0%时，损失率达到了10.7%，损失明显，但是仍可以满足C50混凝土试配强度要求；当细集料含泥量继续增加到3.0%时，损失量达到了15.5%，不能满足混凝土试配强度要求。

另外，细集料含泥量对混凝土28d 抗折强度的影响更加显著，
含泥量越高抗折强度越低。

因此，在C50混凝土制备时，其细集料含泥量应尽量控制在1.0%以内。

2.3细集料含泥量对混凝土干燥收缩的影响
细集料含泥量对混凝土干燥收缩影响的试验结果如图1所示。

由图1的干燥收缩影响关系曲线可见，
随着细集料含泥量的不断增加，C50混凝土各个龄期干燥收缩率在持续增加，这对于本身干燥收缩较大的C50混凝土而言，应该要特别注意。

特别是在进行具有较高体积稳定性要求的混凝土制备时，应严格限制细集料含泥量不超过1.0%，从而提升工
程的施工质量。

2.4细集料含泥量对混凝土碳化与抗氯离子渗透的影响
细集料含泥量对混凝土碳化性能与氯离子渗透影响的试验结果如表4所示。

从测试结果可以看出，随着细集料含泥量的增加，混凝土碳化深度逐渐提高，抗碳化性能逐渐降低，在28d ，含泥量为3.0%时，混凝土碳化深度达到14.5mm ，这与含泥量对水泥石结构致密性的影响有关。

同时，随着细集料含泥量的增加，混凝土水泥石致密性下降，抗CO2渗透侵入能力降低，从而加速了碳化反应进程。

此外，由表4可以看出，细集料含泥量对混凝土抵抗氯离子渗透能力的影响也很大，
即随着细集料含泥量的增加，混凝土的相对氯离子渗透系数逐渐增大，抗氯离子渗透能力却逐渐变差，在含泥量为3.0%时，混凝土氯离子渗透系数达到3.25×10-12m 2/s ，表现出的规律与细集料含泥量对混凝土碳化性能的影响规律一致。

3结语
综合细集料含泥量对混凝土工作性及长期性能影响的试验结果可以得知，
细集料含泥量在1.0%以内时，新拌混凝土工作性及硬化混凝土抗压强度和抗折强度的影响不甚明显；当细集料含泥量超过1.0%时，影响程度显著。

细集料含泥量对混凝土长期干燥收缩、
抗碳化性能、抗氯离子渗透能力的影响较大，表现出随着含泥量的增加，混凝土干燥收缩增加，混凝土抗碳化性能、抗氯离子渗透能力明显降低。

因此，对于C50混凝土配合比设计及施工来说，宜采用含泥量较小的细集料，尽量不超过1.0%，从而有效控制
混凝土性能。

参考文献院
[1]刘国栋,关志梅,魏春涛,等.砂子含泥量对掺用聚羧酸高效减水剂混凝土性能的影响及有效对策[C]//中国硅酸盐学会.2008中国商品混凝土可持续发展论坛暨第五届全国商品混凝土技术交流大会论文集.北京:中国硅酸盐学会,2008.
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7006005004003002000
20
40
60
80
100
龄期
（d ）0%0.5%1.0%2.0%3.0%
图1
细集料含泥量对混凝土干燥收缩的影响
表4细集料含泥量对混凝土的碳化性能和氯离子
渗透系数的影响
试验编号含泥量（%）
碳化深度（mm ）
氯离子渗透系数（×10-12m 2/s ）
28d Sand00.0 3.6 1.42Sand10.547 1.51Sand2 1.08.2 1.86Sand3 2.010.7 2.08Sand4
3.0
14.5
3.25
4--。