砂中含泥量对C30自密实混凝土的影响
作者：郑建岚、罗素蓉、王国杰、王雪芳
0绪言
我国经济快速发展，伴随经济的腾飞，我国各类建筑不断拔地而起。而混凝土作为传统的建筑材料，在各类工业建筑和民用建筑中得到了广泛应用。由于混凝土可塑性强，价格相对钢结构、木结构更便宜，只要有合适的模板，混凝土可以浇筑成任意的形状。但由于混凝土的大量使用，原材料日益枯竭，同时为了保护河床和堤坝，天然河砂基本上已经被政府禁止开采。在这种情况下，含泥量更高的海沙或者山砂走入历史舞台，沿海地区已大量采用水洗海沙。而砂中的含泥量作为混凝土的一种不利组分，在配制混凝土时，应当考虑其对混凝土拌合性能、力学性能及耐久性能的影响。随着劳动力成本的不断增加，自密实混凝土免振捣的特点使得其将得到更加广泛的应用。本文通过试配C30自密实混凝土，对比砂中含泥量不同时，混凝土各性能的差异，研究砂中含泥量对自密实混凝土拌合性能、力学性能及耐久性能的影响。
1原材料选取
水泥：选用惠州塔牌水泥公司生产的P.II42.5水泥，其主要性能指标均符合标准GB175－2007的技术要求，如表1所示。
粉煤灰：选用运宏公司F类II级灰，其主要性能指标均符合标准GB/T1596－2017的技术要求，如表2所示。
碎石：选用5mm～20mm连续级配碎石，其主要性能指标均符合标准JGJ52－2006的技术要求，如表3所示。
砂：选用西江中砂，其主要性能指标均符合标准JGJ52－2006的技术要求，如表4所示。
外加剂：采用西卡缓凝型高性能减水剂，其各项性能指标均满足GB8076－2008的要求，如表5所示。
2自密实混凝土原理与特点
自密实混凝土（英文简称SCC），是一种具有高流动性和适当粘度的混凝土，它不发生离析，仅在重力下自行密实，能够通过钢筋，填满模板内的所有空隙，属于一种高性能混凝土。最主要的特点是混凝土拌合物具有良好的工作性能，仅依靠自重，免振捣便能均匀密实填充，即使在密集配筋和复杂形状的条件下，为施工操作带来极大方便。
自密实混凝土对水泥有更高要求，通常自密实混凝土比普通混凝土水泥用量多，且水泥等级更高，优先选用硅酸盐水泥，或普通硅酸盐水泥。一般通过掺入矿物掺合料，减少水泥用量，降低水化热。目前常用的掺合料主要有粉煤灰、矿渣粉和硅灰三种。
但是，自密实混凝土的原材料成本显著高于普通混凝土，水泥用量更高，这样导致其暂时得不到广泛应用。但是，自密实混凝土可以极大节约人力成本，无需振捣，自密实混凝土适用于大多数混凝土结构和不同的施工条件，具有十分广阔的应用前景。
3试验与研究
3.1混凝土配合比选取
根据普通配合比设计规范JGJ55－2011和自密实混凝土应用技术规程CECS203：2006，C30设计强度取38.2MPa，并通过试配修正，分别得出了水泥、粉煤灰、砂石、水、外加剂用量，具体用量如表6所示。按混凝土设计的配合比进行掺入黏土粉末，通过混凝土试配，来研究砂中含泥量对自密实混凝土拌合性能、力学性能（抗压强度和抗折强度）及耐久性（抗渗性能）的影响。
3.2砂中含泥量对C30自密实混凝土拌合性能的影响
自密实混凝土的拌合性能十分重要，它决定了使用过程中的工作性能。试配的结果如表7所示，可以看出，含泥量对自密实混凝土的拌合性能有一定的不利影响，但影响不大。这是因为自密实混凝土胶凝材料用量大，拌合物浆体已经十分粘稠，泥粉占混凝土拌合物的比例非常之低，已对其浆体状态产生不了太大的作用。
3.3砂中含泥量对C30自密实混凝土力学性能的影响
抗压强度和抗折强度是混凝土最基本、最重要的参数，因此需对这两个参数进行测试。按比例掺入黏土后，在混凝土其他原材料比例完全一致的情况下，通过混凝土试配，得出了试配抗压和抗折强度结果，详细见表8所示。
通过表8可以看出，砂中含泥量对C30混凝土强度有十分不利的影响，伴随着含泥量的增加，自密实混凝土28d抗压强度和抗折强度均不断降低。这是因为泥土属于自密实混凝土的不利组分，它的存在会严重影响水泥水化产物和砂石骨料间的粘结界面，同时水泥水化过渡区会比较薄弱，也会影响水泥水化产物的密实程度，从而影响混凝土的强度。由于在含泥量达到2.0%时，抗压强度才刚达到设计值，再进一步增加时，强度下降更加明显，不符合设计要求。因此，在配制C30自密实混凝土时，建议砂中含泥量不宜超过2%。
3.4砂中含泥量对C30自密实混凝土耐久性能的影响
混凝土耐久性是十分重要的性能，主要包括抗渗、抗氯离子渗透、抗碳化等，而抗渗是最常用的耐久性指标。本文通过测试混凝土的渗水高度和抗渗压力，研究砂中含泥量对自密实混凝土抗渗性能的影响，测试结果如表9所示。
通过表9可以看出，砂中含泥量是对C30自密实混凝土抗渗性能存在不利影响的，随着含泥量的增加，混凝土抗渗能力不断变差。这是因为随着砂中含泥量的增加，水泥水化产物与砂石集料界面也变得更加薄弱，粘结性能变差，导致在有水压时，水容易在砂石骨料的粘结界面渗入。当砂中含泥量超过2.0%时，自密实混凝土抗渗性能下降明显。
4结论
通过混凝土试配试验，可以得出以下结论：
⑴砂中含泥量对C30自密实混凝土拌合性能影响不大。
⑵砂中含泥量对C30自密实混凝土力学性能有不利影响，随着含泥量增加，混凝土抗压强度和抗折强度不断降低，因此建议砂中含泥量不宜超过2.0%。
⑶砂中含泥量对C30自密实混凝土耐久性能有不利影响，随着含泥量增加，混凝土抗渗性能不断变差，应严格控制砂中含泥量。
⑶砂中含泥量对C30自密实混凝土耐久性能有不利影响，随着含泥量增加，混凝土抗渗性能不断变差，应严格控制砂中含泥量。（来源：《广东建材》2020.03）