粗骨料含量对预拌成品超高性能混凝土抗压强度的影响.pdf

2023年第6 期（总第40 4期）Number 6 in 2023(Total No.404)doi:10.3969/j.issn.1002-3550.2023.06.026混凝土ConcreteREADY MIXEDCONCRETE预拌混凝土粗骨料含量对预拌成品超高性能混凝土抗压强度的影响唐咸远，马杰灵，郭彬，罗杰(桂林电子科技大学建筑与交通工程学院，广西桂林5410 0 4)摘要：为研究成品超高性能混凝土(UHPC)添加粗骨料后对其抗压强度的影响，以柳州欧维姆公司生产的袋装预拌成品超高性能混凝土为水泥基原料，通过添加2 cm内不同粒径和掺量的碎石，开展粗骨料含量对预拌成品UHPC抗压强度影响试验。研究表明：掺人筛分后碎石与掺人等量未筛分碎石的UHPC试块抗压强度相差不大，故可在实际应用中省去筛分过程，以提高生产效益；预拌成品UHPC试块抗压强度3 d/28d均稳定在0.8 4 0.8 7 之间，7 d/28d均稳定在0.9 1 0.9 7 之间，掺加粗骨料后的预拌成品UHPC可在短时间内形成较高且稳定的抗压强度值；当粗骨料含量为预拌成品UHPC质量的40%时抗压强度达到最大值，3、7、2 8 d 强度分别为10 0.5、112.5、115.7 MPa;随着碎石掺量的增加，预拌成品UHPC抗压强度呈现先增大后减小的趋势，经济合理的掺量为40%。关键词：预拌成品；超高性能混凝土；粗骨料；抗压强度中图分类号：TU528.01Effect of coarse aggregate on compressive strength of ready-mixed ultra-high performance concrete(School of Architecture and Transportation Engineering,Guilin University of Electronic Technology,Guilin 541004,China)Abstract:In order to explore the effect of adding coarse aggregate on comprssive strength of packaged ready-mixed ultra-highperformance concrete,the packaged ready-mixed ultra-high performance concrete produced by Liuzhou OvM Machinery Co.,Ltd.wasused as cement base,and the effect of coarse aggregate on compressive strength of finished UHPC was tested by adding gravel withdifferent particle sizes and additives within 2 cm.The results show that there is little difference in the compressive strength of the test blockmixed with the same amount of gravel and unscreened gravel,so the screening process can be omitted in practical application to improveproduction efficiency.The compressive strength of the ready-mixed UHPC test block 3 d/28 d is stable between 0.84 and 0.87,and the7 d/28 d is stable between 0.91 and 0.97,and the ready-mixed UHPC with coarse aggregate could form a high and stable compressivestrength value in a short time.When the content of coarse aggregate was 40%of the ready-mixed product UHPC,the compressive strengthreached the maximum value,and the 3,7 and 28 d strengths were 100.5 MPa,112.5 MPa and 115.7 MPa,respectively.With the increase ofthe content of gravel,the compressive strength of the ready-mixed product UHPC first increased and then decreased.Key words:ready-mixed products;ultra-high performance concrete;coarse aggregate;compressive strength文献标志码：ATANG Xianyuan,MA Jieling,GUOBin,LUO Jie文章编号：10 0 2-3 550(2 0 2 3)0 6-0 13 0-0 4国内外学者开展了一定的掺加粗骨料对UHPC性能0引言的影响研究。李信9 以碎石为粗骨料,研究了粗骨料掺量对超高性能混凝土(简称UHPC)作为一种新型水泥复合超高性能混凝土性能的影响；史金华 10 开展了对含玄武岩材料,具有超高强度、超高韧性及优异耐久性等优良性能叫。粗骨料UHPC抗压强度和弹性模量的测试,分析了水胶比、UHPC多由高强度水泥+矿物掺合料+高效减水剂+细集料+粗骨料掺量、胶凝材料等对其抗压强度和弹性模量的影响；钢纤维,再配合特殊的搅拌工艺和养护方式获得 4-。因其原黄维蓉叫对含粗骨料超高性能混凝土进行了力学性能试验，材料要求高且配制较为复杂，故施工单位多愿意采用预拌成研究了粗骨料粒径及掺量对超高性能混凝土流动性、立方体品熟料,运输到现场加水拌和就能使用 6-7。但UHPC熟料生抗压、轴心抗压等强度的影响；高原 12 通过改变超高性能产成本过高,若能在UHPC中掺人粗骨料且不影响其性能，混凝土的养护条件，进行了不同养护制度对超高性能混凝就可以在一定程度上减少胶凝材料的用量，降低生产成本。土力学性能的影响研究;沈楚琦 13 采用河砂与4.7 5 9.5mm收稿日期：2 0 2 2-0 3-17基金项目：国家自然科学基金项目“土工织物加筋垫层治理岩溶区城市路面塌陷的承载机理及计算理论研究”（42 0 6 7 0 44)；广西研究生教育创新计划项目“应用于装配式建筑的掺钢渣超高性能混凝土”（C21YJM00JZ02）130碎石制备了2 种系列不同粒径骨料的UHPC,通过试验分析了不同骨胶比和石砂比对UHPC工作性能与力学性能的影响。李力剑 14对含粗骨料超高性能混凝土进行单轴受压疲劳试验,研究了含粗骨料超高性能混凝土的疲劳破坏形态、变形特征及疲劳强度。上述研究均在现浇超高性能混凝土的基础上进行试验，未涉及在预拌成品超高性能混凝土中添加骨料的研究。本研究以柳州欧维姆公司生产的袋装预拌成品超高性能混凝土为基料,通过添加一定比例粒径在4.7 5 2 0 mm的石灰岩碎石，以研究粗骨料粒径、掺量等对预拌成品UHPC抗压强度的影响。试验在保证UHPC施工性能及力学性能的同时,期望最大限度地加入粗骨料以节约生产成本，推动含粗骨料预拌成品UHPC的应用。1试验情况试验用粗骨料直接从预拌混凝土厂家选取，为粒径在4.7520mm内的桂林北部石灰岩碎石，其母岩强度约为105MPa。先将经过筛分的4.7 5 9.5、9.5 16、16 19 mm这3个粒径范围及4.7 5 19 mm未经筛分的混合粒径范围的碎石，均按掺量为预拌成品质量的2 0%加水拌和，进行不同期龄立方体抗压强度试验。通过分析试块3、7、2 8 d的立方体抗压强度，评定制备含粗骨料预拌成品UHPC是否要进行粗骨料的筛分。在前述试验基础上，选取未经过细筛分、粒径为4.7 520mm的碎石，按掺量为2 0%、3 0%、40%、50%、6 0%、10 0%的6 组试验进行3、7、2 8 d立方体抗压强度测试，以研究不同期龄、不同粗骨料含量对预拌成品UHPC抗压强度的影响，以期得出最佳的粗骨料掺量。1.1原材料袋装预拌成品UHPC为柳州欧维姆机械股份有限公司生产的灌浆料，厂家提供的配合比如表1所示，其设计配制抗压强度为10 0 MPa,拌和加水量为8%10%。减水剂成品编号/kgT125T225T325T425T525T625T725T825T9251.3制备、养护及抗压强度测试试验时按照配合比准备好成品材料，与粗骨料同时倒人搅拌机中，开动搅拌机干搅拌18 0 S，然后加入称量好的水倒人搅拌机，再搅拌3 0 0 s后，将混凝土拌合物装入试模，放置到振动台上进行振动至表面出浆时取下，刮除多余的混凝土，待混凝土临近初凝时抹平并用塑表1袋装预拌成品UHPC配合比水泥矿粉46.42.3采用白色粉末状聚羧酸减水剂,减水率3 0%。成品UHPC如图1所示。C/Uo生产日期：2 0 2 0 10 6 0连意防潮及混入杂型图1袋装预拌成品UHPC粗骨料选用广西北部生产的4.7 5 2 0 mm石灰岩碎石，母岩强度为10 0 12 0 MPa,压碎值10%，含泥量0.5%，针、片状颗粒含量8%。其筛余量曲线如图2 所示。1008060402004.75图2 粗骨料分计筛余量百分率拌和用水为自来水。1.2配合比在保持预拌成品材料不变的前提下，分别掺人不同粒径、不同掺量的粗骨料，共设计了9 组配合比试验，具体配合比详见表2。表2 预拌成品UHPC配合比不同粒径骨料掺量/kg4.759.5 mm9.516 mm500500000000000000%硅灰砂减水剂5.641.719.5方孔筛筛孔边长尺寸/mm粗骨料占比1619 mm4.7519 mm00005005.007.5010.0012.5015.0025.0料薄膜覆盖其表面。将试件放人温度（2 0 5）、相对湿度 50%的室内静置1d后拆模编号，放人标准养护箱中养护。按照规范要求进行抗压强度测试,采用10 0 mmx100mmx100mm的立方体试件，使用浙江土工生产的STYE-2000C型压力试验机进行试验 。131膨胀剂0.33.716.0 19.026.5/%202020203040506010031.5/kg2.52.52.52.52.62.83.03.23.5水骨料的试块抗压强度值相差不大。掺入未进行骨料筛分(2)掺人未进行骨料筛分的UHPC试块与掺入已筛分2试验结果及讨论2.1试验情况描述图3 为立方体试块抗压强度测试照片。从图3 中可以看出：当粗骨料掺量较少时，预拌成品UHPC试块破坏后碎片相对较小且尺寸较均匀；随着粗骨料含量的增加,试块的破坏碎片出现大片块状化且不均匀。抗压试验现状表明，随着粗骨料含量的增加，试块的破坏不均匀,强度会降低；同时，受压时试块会出现暴裂并有小碎块飞散，故试验时一定要设置防护网，以保证安全。(a)立方体试块抗压(c)掺量3 0%破坏后(e)掺量50%破坏后图3 立立方体抗压强度测试2.2不同粗骨料粒径的影响选取经过筛分试验的3 个粒径范围（4.7 5 9.5、9.5 16、1619mm)及4.7 5 19 mm未经筛分的混合粒径范围的粗骨料，均按掺量为UHPC原料质量的2 0%制作UHPC拌合物，开展相应的立方体抗压强度试验。试验结果如表3 所示。表3 抗压强度试验结果试验粗骨料粗骨料粒径编号占比/%T120T220T320T420由表3 可知：(1)掺加未进行骨料