混凝土是現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的主要材料，我國每年混凝土用量約10億立方米。混凝土的主要組成材料是石子、砂子、水泥與水。在整個混凝土中，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?？堤K芳等利用纖維素醚和砂率對全輕混凝土強(qiáng)度、干密度做了研究，但未對混凝土中砂率的規(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，其物理力學(xué)性能見表1。
采用南京市售黃砂，細(xì)度模數(shù)為2.3，其篩分析見表2，表觀密度為2620kg/m3，含泥量為3.4%。
采用市售碎石，其篩分析見表3，物理性能見表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)度測試。
試驗(yàn)研究混凝土中集料含泥量的摻量不同對各種減水劑應(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砂率對混凝土工作性的影響
砂率對新拌混凝土坍落度和擴(kuò)展度的影響見圖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，水泥漿對骨料的潤滑作用將減弱，使新拌混凝土的流動性變差。若砂率過小，砂填充石子空隙后，不能保證粗骨料間有足夠的砂漿層，也會降低新拌混凝土的流動性，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阻力，使新拌混凝土有較好的流動性?？梢娚奥蕦π掳杌炷恋墓ぷ餍阅苡酗@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)象則會具有較好的工作性能，因此，對于不同強(qiáng)度等級的混凝土，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)也說明標(biāo)準(zhǔn)JGJ55-2011的設(shè)計(jì)是符合實(shí)踐的。
3.2砂率對混凝土表觀密度的影響
砂率對混凝土表觀密度的影響見圖4。
從圖4可以看出，三種不同強(qiáng)度等級的混凝土的表觀密度隨著格子砂率的變化沒有顯現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律，且測定的表觀密度值都趨于平緩狀態(tài)，在2380～2550kg/m2之間變化，沒有出現(xiàn)明顯的變化，可見，砂率對混凝土的表觀密度影響不大。
3.3砂率對混凝土強(qiáng)度的影響
由圖5～圖7可以看出，三種不同強(qiáng)度等級的混凝土在這個適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)砂率的變化對其7d強(qiáng)度的影響不大，觀察他們的平均值都是呈平緩趨勢，沒有明顯的變化規(guī)律，幾乎觀察不出砂率變化對混凝土7d強(qiáng)度的影響變化規(guī)律?？梢姡奥蕦炷?d強(qiáng)度的影響不大。
砂率對這三種不同強(qiáng)度等級的混凝土的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，砂率對混凝土28d抗壓強(qiáng)度值的影響不是很大。
綜上所述，砂率變化對混凝土7d、28d的抗壓強(qiáng)度沒有什么影響，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)一個先增大后減小的趨勢，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)果來分析，看不出砂率對混凝土的表觀密度和抗壓強(qiáng)度的影響變化規(guī)律。因此，可以說砂率對混凝土的表觀密度和抗壓強(qiáng)度沒有較大的影響；
(3)從試驗(yàn)結(jié)果來看，在施工過程中對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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