C80_C100机制砂高性能混凝土配制技术_宋伟明
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采用 52. 5 级 普 通 硅 酸 盐 水 泥 配 制 C80 ～ C100 机制砂混凝 土，水 泥 的 主 要 性 能 指 标 有： 初 凝 时 间 130min，终 凝 时 间 195min； 3，28d 抗 压 强 度 31. 7， 59. 8MPa； 3，28d 抗 折 强 度 6. 2，8. 7MPa； 比 表 面 积 393m2 / kg。 2. 2 磨细矿粉
掺入矿粉能降 低 混 凝 土 的 水 化 热，提 高 混 凝 土 的后期强度和抗渗 性 能，超 细 矿 粉 对 混 凝 土 性 能 的 改善主要取决wk.baidu.com它的两个综合效应： 自身水硬性和 火山灰活性。其主要性能指 标 为： 强 度 等 级 为 S95， 密度 2. 92g / cm3 ，比 表 面 积 448m2 / kg，28d 活 性 指 数 98% ，烧失量 1. 37% 。 2. 3 硅灰
虽然粉煤 灰 与 水 泥 或 其 他 矿 物 掺 和 料 一 起 复 合掺加更 有 利 于 降 低 水 化 热 和 防 止 高 强 混 凝 土 开 裂。但在前 期 原 材 料 优 选 时 发 现 重 庆 地 区 粉 煤 灰 品质较差，基本没有 Ⅰ 级 灰，Ⅱ 级 灰 产 量 较 小，不 好 购买。结合 实 际，为 更 好 地 反 映 重 庆 地 方 特 色，故 在设计试配时未 掺 加 粉 煤 灰。 因 地 制 宜，本 次 研 究 采用上述第 2 技术路线。 2 原材料试验及优选 2. 1 水泥
采用微硅 粉，主 要 成 分 为 玻 璃 态 二 氧 化 硅，微 硅粉能够填充水泥 颗 粒 间 的 孔 隙，同 时 与 水 化 产 物
生成凝胶体。在水 泥 基 的 混 凝 土 中，掺 入 适 量 的 硅 灰，可显著提高抗 压、抗 折、抗 渗、防 腐、抗 冲 击 及 耐 磨性能。具有保水、防 离 析、泌 水、大 幅 降 低 混 凝 土 泵送阻力 的 作 用。 可 以 显 著 延 长 混 凝 土 的 使 用 寿 命，特别是 在 氯 盐 和 硫 酸 盐 侵 蚀、高 湿 度 等 恶 劣 环 境下，可使混凝土的耐久性提高 1 倍甚至数倍，是高 强高性能混 凝 土 的 必 要 组 分。 C150 混 凝 土 已 成 功 应用于重庆大佛寺 长 江 大 桥、重 庆 马 桑 溪 长 江 大 桥 等工程，其 强 度 等 级 92% ，SiO2 含 量 93% ，烧 失 量 3. 3% ，含水量 1. 5% ，比表面积 18 600m2 / kg。 2. 4 粗骨料
［关键词］ 混凝土； 机制砂； 高性能混凝土； 配制技术
［中图分类号］ TU528. 311
［文献标识码］ A
［文章编号］ 1002-8498（ 2012） 22-0026-04
Production of C80 ～ C100 High Performance Concrete Using Machine-made Sand
［收稿日期］ 2012-01 -20 ［基金项目］ 重庆市建委立项《高 强 混 凝 土 抗 压 强 度 检 测 技 术 规 程 》 编制子课题（ 建标字 2010 第 17 号） ［作者简介］ 宋伟明，工程师，E-mail： 83588384 @ qq． com
和细颗粒 （ 0. 15mm 以 下 ） 较 多，中 间 颗 粒 （ 尤 其 是 1. 18 ～ 0. 30mm） 较少，导 致 所 配 制 的 混 凝 土 易 离 析 泌水，对混凝土强 度 也 有 不 利 影 响。 为 消 除 这 些 不 利因素，需 从 混 凝 土 结 构 组 成 进 行 研 究，充 分 发 挥 机制砂配制高性能混凝土的优点。 1 技术途径
混凝土的强度 受 控 于 水 胶 比、空 气 含 量 及 微 观 孔结构。水胶比愈 低 混 凝 土 强 度 愈 高，故 设 法 降 低 水胶比是配制出超高强混凝土的关键； 含气量和微 观孔结构对高强混 凝 土 影 响 较 大，需 要 控 制 在 合 适 的范围或进行优 化。 通 过 相 关 研 究 可 知，采 用 高 性 能减水剂减少用水量是获得低水胶比的必需手段， 倘若能使高性能减水剂的减水率提高到 35% 以上， 会更容易获得工作性良好的超高强高性能混凝土。 单掺或复 合 掺 加 超 细 矿 物 掺 和 料 是 获 得 混 凝 土 超 高强的又一重要手 段，其 中 增 强 效 果 最 好 的 首 推 硅
0 引言 在过去，重庆地 区 使 用 的 混 凝 土 强 度 等 级 普 遍
低于 C60，由于重庆地区缺乏优质的天然中砂，应用 的大多是采用机制砂配制的低强度等级混 凝土。 机制砂与 普 通 天 然 砂 配 制 高 强 混 凝 土 有 显 著 的 不 同，主要表现在机 制 砂 级 配 较 差、颗 粒 棱 角 多、粒 形 不圆滑、含有较多 的 石 粉。 用 机 制 砂 和 天 然 砂 拌 制 高性能混凝土各有 利 弊，机 制 砂 优 点 是 骨 料 界 面 的 黏结性较好，能 促 进 混 凝 土 强 度 的 提 高； 缺 点 是 机 制砂较天然砂拌制 混 凝 土 需 水 量 高，对 强 度 和 体 积 稳定性有影响； 粗糙的表面及颗粒间的相互咬合会 增加颗粒流 动 阻 力，对 工 作 性 产 生 不 利 影 响； 机 制 砂由于其级配 不 良，通 常 是 粗 颗 粒 （ 2. 36mm 以 上 ）
2012 No． 377
宋伟明等： C80 ～ C100 机制砂高性能混凝土配制技术
27
灰，由于硅灰的平均 粒 径 仅 为 0. 1 ～ 0. 2μm，要 比 水 泥小两个数量级，其 活 性 是 水 泥 的 l ～ 3 倍，是 配 制 超高强混凝土的 必 需 手 段。 磨 细 矿 粉、磨 细 沸 石 粉 等超细掺 和 料 等 量 取 代 水 泥 既 可 以 得 到 非 常 好 的 增强效果还具有显著的辅助减水效果。据同济大 学张雄等的研究，矿 渣 微 粉 对 于 减 水 率 ≥18% 的 高 效减水剂其辅助减水率 为 10% ～ 17% ，两 者 叠 加 产 生的减水效果可大幅度降低单位用水量。粉煤灰 有很好的后期增强 效 果，且 由 于 其 颗 粒 呈 球 形 能 显 著改善混凝土拌合物的工 作 度 （ 滚 珠 效 应 ） ，也 具 有 一定的辅 助 减 水 效 果。 由 于 矿 粉、火 山 灰、粉 煤 灰 在普通硅酸盐水泥 中 已 掺 有 混 合 材 料，而 这 些 混 合 材料的 活 性 较 差，一 般 不 适 用 于 配 制 超 高 强 混 凝 土，故最好 选 用 纯 硅 酸 盐 水 泥。 综 上 所 述，配 制 机 制砂超高 强 高 性 能 混 凝 土 所 采 用 的 技 术 路 线 包 括 以下 3 条： ①纯硅酸盐水泥 + 单掺或复合使用超细 矿物掺和料（ 硅灰 + 磨细矿渣 + 优质粉煤灰等） + 高性能减水剂。②普通硅酸盐水泥 + 单掺或复合 使用超细矿物掺和料（ 硅灰 + 磨细矿渣 + 优质粉煤 灰等） + 高性能减水剂。③高性能水泥 + 单掺或复 合使用超细矿物掺和料（ 硅灰 + 磨细矿渣 + 优质粉 煤灰等） + 高性能减水剂。
Song Weiming，Zhao Chunyan，He Hongru
（ Inspected Department，The 2nd Engineering Co． ，Ltd． of CCCC Second Harbour Engineering Co． ，Ltd． ，Chongqing 400016，China）
采用重庆 地 区 产 机 制 砂、特 细 砂，其 主 要 性 能 指标为： 机制砂和特细 砂 细 度 模 数 分 别 为 4. 3，1. 5； 表观密度分 别 为 2 680，2 650kg / m3 ； 含 泥 量 分 别 为 1. 1% ，2. 3% ； 机制砂压碎值 12% ，石粉含量 6. 4% 。 单独采用机制砂由 于 细 度 模 数 太 大，无 法 实 现 要 求 的混凝土和易性，所 以 采 用 在 机 制 砂 中 掺 加 重 庆 本 地产特细砂。
施工技术
2012 年 11 月下
26
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
第 41 卷 第 377 期
C80 ～ C100 机制砂高性能混凝土配制技术
宋伟明，赵春艳，贺洪儒
（ 中交二航局第二工程有限公司质量检测所，重庆 400016）
［摘要］ 主要针对重庆地区缺乏天然中砂，配制混凝土细骨料通常采用机制砂和特细 砂 掺 配 的 情 况 、为 了 反 映 地 方
Abstract： Chongqing is short of natural sand，and machine-made sand or especially fine sand are usually used for concrete production． One of the main idea of making local standard is to reflect local characteristics and use local materials． In order to reflect local characteristics and fit into this guiding ideology， the authors selected representative raw materials （ especially machine-made sand ） in Chongqing，and successfully produced C80 ～ C100 high performance concrete using double admixture technology． The concrete test method and material selection scheme were introduced． Mix proportion and the concrete performance were researched． At last，the key points of high performance concrete mixing with machine-made sand were highlighted． Key words： concrete； machine-made sand； high performance concrete； production
采用 5 ～ 10mm，10 ～ 20mm 粒级碎 石，按 质 量 比 4∶ 6掺配组成的混合级配满足级配曲线要求。其母 岩强度实测值 为 88. 2MPa，对 于 这 种 母 岩 强 度 不 高 的碎石而言，配制高 强 度 等 级 的 混 凝 土 是 有 一 定 难 度的。掺配 后 的 碎石 主要 性 能 指 标为： 表 观 密度 2 710kg / m3 ，压碎值 9. 5% ，针 片 状 含 量 4. 8% ，含 泥 量 0. 3% 。
具体试配时细骨料采用机制砂（ 石粉含量 7% 、 细度模数 4. 3） ∶ 特细砂（ 细度模数 1. 5） = 5∶ 5（ 质量 百分比） 掺 配 而 成。 掺 配 后 的 细 度 模 数 为 2. 95，含 泥量 1. 7% ，具 体 级 配 情 况 如 表 1 所 示。 满 足 Ⅱ 区 中砂要求。
该母岩强度 仅 为 88. 2MPa，不 满 足 一 般 要 求 的 配制 100MPa 以 上 的 要 求，但 该 研 究 成 功 配 制 了 C100 混凝土。说 明 在 这 种 情 况 下 是 水 泥 石 提 供 强 度 骨 架 ，而 骨 料 起 一 定 的 骨 架 和 填 充 作 用 。 2. 5 细骨料
特色、更好地贴合地方标准编制指导思想，尽量选用重庆地区有代表性的原材料（ 尤其是机制砂） ，采用双 掺 技 术 成
功配制出具有重庆地方特色的 C80 ～ C100 机制砂高性能混凝土。介绍了混凝土原材料试验及优选 方 案，配 合 比 设
计 及 其 性 能 研 究 ，最 后 讲 述 了 机 制 砂 高 性 能 混 凝 土 的 拌 制 要 点 。
掺入矿粉能降 低 混 凝 土 的 水 化 热，提 高 混 凝 土 的后期强度和抗渗 性 能，超 细 矿 粉 对 混 凝 土 性 能 的 改善主要取决wk.baidu.com它的两个综合效应： 自身水硬性和 火山灰活性。其主要性能指 标 为： 强 度 等 级 为 S95， 密度 2. 92g / cm3 ，比 表 面 积 448m2 / kg，28d 活 性 指 数 98% ，烧失量 1. 37% 。 2. 3 硅灰
虽然粉煤 灰 与 水 泥 或 其 他 矿 物 掺 和 料 一 起 复 合掺加更 有 利 于 降 低 水 化 热 和 防 止 高 强 混 凝 土 开 裂。但在前 期 原 材 料 优 选 时 发 现 重 庆 地 区 粉 煤 灰 品质较差，基本没有 Ⅰ 级 灰，Ⅱ 级 灰 产 量 较 小，不 好 购买。结合 实 际，为 更 好 地 反 映 重 庆 地 方 特 色，故 在设计试配时未 掺 加 粉 煤 灰。 因 地 制 宜，本 次 研 究 采用上述第 2 技术路线。 2 原材料试验及优选 2. 1 水泥
采用微硅 粉，主 要 成 分 为 玻 璃 态 二 氧 化 硅，微 硅粉能够填充水泥 颗 粒 间 的 孔 隙，同 时 与 水 化 产 物
生成凝胶体。在水 泥 基 的 混 凝 土 中，掺 入 适 量 的 硅 灰，可显著提高抗 压、抗 折、抗 渗、防 腐、抗 冲 击 及 耐 磨性能。具有保水、防 离 析、泌 水、大 幅 降 低 混 凝 土 泵送阻力 的 作 用。 可 以 显 著 延 长 混 凝 土 的 使 用 寿 命，特别是 在 氯 盐 和 硫 酸 盐 侵 蚀、高 湿 度 等 恶 劣 环 境下，可使混凝土的耐久性提高 1 倍甚至数倍，是高 强高性能混 凝 土 的 必 要 组 分。 C150 混 凝 土 已 成 功 应用于重庆大佛寺 长 江 大 桥、重 庆 马 桑 溪 长 江 大 桥 等工程，其 强 度 等 级 92% ，SiO2 含 量 93% ，烧 失 量 3. 3% ，含水量 1. 5% ，比表面积 18 600m2 / kg。 2. 4 粗骨料
［关键词］ 混凝土； 机制砂； 高性能混凝土； 配制技术
［中图分类号］ TU528. 311
［文献标识码］ A
［文章编号］ 1002-8498（ 2012） 22-0026-04
Production of C80 ～ C100 High Performance Concrete Using Machine-made Sand
［收稿日期］ 2012-01 -20 ［基金项目］ 重庆市建委立项《高 强 混 凝 土 抗 压 强 度 检 测 技 术 规 程 》 编制子课题（ 建标字 2010 第 17 号） ［作者简介］ 宋伟明，工程师，E-mail： 83588384 @ qq． com
和细颗粒 （ 0. 15mm 以 下 ） 较 多，中 间 颗 粒 （ 尤 其 是 1. 18 ～ 0. 30mm） 较少，导 致 所 配 制 的 混 凝 土 易 离 析 泌水，对混凝土强 度 也 有 不 利 影 响。 为 消 除 这 些 不 利因素，需 从 混 凝 土 结 构 组 成 进 行 研 究，充 分 发 挥 机制砂配制高性能混凝土的优点。 1 技术途径
混凝土的强度 受 控 于 水 胶 比、空 气 含 量 及 微 观 孔结构。水胶比愈 低 混 凝 土 强 度 愈 高，故 设 法 降 低 水胶比是配制出超高强混凝土的关键； 含气量和微 观孔结构对高强混 凝 土 影 响 较 大，需 要 控 制 在 合 适 的范围或进行优 化。 通 过 相 关 研 究 可 知，采 用 高 性 能减水剂减少用水量是获得低水胶比的必需手段， 倘若能使高性能减水剂的减水率提高到 35% 以上， 会更容易获得工作性良好的超高强高性能混凝土。 单掺或复 合 掺 加 超 细 矿 物 掺 和 料 是 获 得 混 凝 土 超 高强的又一重要手 段，其 中 增 强 效 果 最 好 的 首 推 硅
0 引言 在过去，重庆地 区 使 用 的 混 凝 土 强 度 等 级 普 遍
低于 C60，由于重庆地区缺乏优质的天然中砂，应用 的大多是采用机制砂配制的低强度等级混 凝土。 机制砂与 普 通 天 然 砂 配 制 高 强 混 凝 土 有 显 著 的 不 同，主要表现在机 制 砂 级 配 较 差、颗 粒 棱 角 多、粒 形 不圆滑、含有较多 的 石 粉。 用 机 制 砂 和 天 然 砂 拌 制 高性能混凝土各有 利 弊，机 制 砂 优 点 是 骨 料 界 面 的 黏结性较好，能 促 进 混 凝 土 强 度 的 提 高； 缺 点 是 机 制砂较天然砂拌制 混 凝 土 需 水 量 高，对 强 度 和 体 积 稳定性有影响； 粗糙的表面及颗粒间的相互咬合会 增加颗粒流 动 阻 力，对 工 作 性 产 生 不 利 影 响； 机 制 砂由于其级配 不 良，通 常 是 粗 颗 粒 （ 2. 36mm 以 上 ）
2012 No． 377
宋伟明等： C80 ～ C100 机制砂高性能混凝土配制技术
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灰，由于硅灰的平均 粒 径 仅 为 0. 1 ～ 0. 2μm，要 比 水 泥小两个数量级，其 活 性 是 水 泥 的 l ～ 3 倍，是 配 制 超高强混凝土的 必 需 手 段。 磨 细 矿 粉、磨 细 沸 石 粉 等超细掺 和 料 等 量 取 代 水 泥 既 可 以 得 到 非 常 好 的 增强效果还具有显著的辅助减水效果。据同济大 学张雄等的研究，矿 渣 微 粉 对 于 减 水 率 ≥18% 的 高 效减水剂其辅助减水率 为 10% ～ 17% ，两 者 叠 加 产 生的减水效果可大幅度降低单位用水量。粉煤灰 有很好的后期增强 效 果，且 由 于 其 颗 粒 呈 球 形 能 显 著改善混凝土拌合物的工 作 度 （ 滚 珠 效 应 ） ，也 具 有 一定的辅 助 减 水 效 果。 由 于 矿 粉、火 山 灰、粉 煤 灰 在普通硅酸盐水泥 中 已 掺 有 混 合 材 料，而 这 些 混 合 材料的 活 性 较 差，一 般 不 适 用 于 配 制 超 高 强 混 凝 土，故最好 选 用 纯 硅 酸 盐 水 泥。 综 上 所 述，配 制 机 制砂超高 强 高 性 能 混 凝 土 所 采 用 的 技 术 路 线 包 括 以下 3 条： ①纯硅酸盐水泥 + 单掺或复合使用超细 矿物掺和料（ 硅灰 + 磨细矿渣 + 优质粉煤灰等） + 高性能减水剂。②普通硅酸盐水泥 + 单掺或复合 使用超细矿物掺和料（ 硅灰 + 磨细矿渣 + 优质粉煤 灰等） + 高性能减水剂。③高性能水泥 + 单掺或复 合使用超细矿物掺和料（ 硅灰 + 磨细矿渣 + 优质粉 煤灰等） + 高性能减水剂。
Song Weiming，Zhao Chunyan，He Hongru
（ Inspected Department，The 2nd Engineering Co． ，Ltd． of CCCC Second Harbour Engineering Co． ，Ltd． ，Chongqing 400016，China）
采用重庆 地 区 产 机 制 砂、特 细 砂，其 主 要 性 能 指标为： 机制砂和特细 砂 细 度 模 数 分 别 为 4. 3，1. 5； 表观密度分 别 为 2 680，2 650kg / m3 ； 含 泥 量 分 别 为 1. 1% ，2. 3% ； 机制砂压碎值 12% ，石粉含量 6. 4% 。 单独采用机制砂由 于 细 度 模 数 太 大，无 法 实 现 要 求 的混凝土和易性，所 以 采 用 在 机 制 砂 中 掺 加 重 庆 本 地产特细砂。
施工技术
2012 年 11 月下
26
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
第 41 卷 第 377 期
C80 ～ C100 机制砂高性能混凝土配制技术
宋伟明，赵春艳，贺洪儒
（ 中交二航局第二工程有限公司质量检测所，重庆 400016）
［摘要］ 主要针对重庆地区缺乏天然中砂，配制混凝土细骨料通常采用机制砂和特细 砂 掺 配 的 情 况 、为 了 反 映 地 方
Abstract： Chongqing is short of natural sand，and machine-made sand or especially fine sand are usually used for concrete production． One of the main idea of making local standard is to reflect local characteristics and use local materials． In order to reflect local characteristics and fit into this guiding ideology， the authors selected representative raw materials （ especially machine-made sand ） in Chongqing，and successfully produced C80 ～ C100 high performance concrete using double admixture technology． The concrete test method and material selection scheme were introduced． Mix proportion and the concrete performance were researched． At last，the key points of high performance concrete mixing with machine-made sand were highlighted． Key words： concrete； machine-made sand； high performance concrete； production
采用 5 ～ 10mm，10 ～ 20mm 粒级碎 石，按 质 量 比 4∶ 6掺配组成的混合级配满足级配曲线要求。其母 岩强度实测值 为 88. 2MPa，对 于 这 种 母 岩 强 度 不 高 的碎石而言，配制高 强 度 等 级 的 混 凝 土 是 有 一 定 难 度的。掺配 后 的 碎石 主要 性 能 指 标为： 表 观 密度 2 710kg / m3 ，压碎值 9. 5% ，针 片 状 含 量 4. 8% ，含 泥 量 0. 3% 。
具体试配时细骨料采用机制砂（ 石粉含量 7% 、 细度模数 4. 3） ∶ 特细砂（ 细度模数 1. 5） = 5∶ 5（ 质量 百分比） 掺 配 而 成。 掺 配 后 的 细 度 模 数 为 2. 95，含 泥量 1. 7% ，具 体 级 配 情 况 如 表 1 所 示。 满 足 Ⅱ 区 中砂要求。
该母岩强度 仅 为 88. 2MPa，不 满 足 一 般 要 求 的 配制 100MPa 以 上 的 要 求，但 该 研 究 成 功 配 制 了 C100 混凝土。说 明 在 这 种 情 况 下 是 水 泥 石 提 供 强 度 骨 架 ，而 骨 料 起 一 定 的 骨 架 和 填 充 作 用 。 2. 5 细骨料
特色、更好地贴合地方标准编制指导思想，尽量选用重庆地区有代表性的原材料（ 尤其是机制砂） ，采用双 掺 技 术 成
功配制出具有重庆地方特色的 C80 ～ C100 机制砂高性能混凝土。介绍了混凝土原材料试验及优选 方 案，配 合 比 设
计 及 其 性 能 研 究 ，最 后 讲 述 了 机 制 砂 高 性 能 混 凝 土 的 拌 制 要 点 。