湛江鱼峰管桩有限公司 广东湛江 524013
摘要：通过在PHC管桩混凝土使用的10~20mm石子中分别搭配不同比例5~10mm石子或16~31.5mm石子作为粗骨料的对比试验及生产实践，结果表明，不同混合石子级配对混凝土工作性能、抗压强度、管桩内部结构及外观质量影响各不相同，提出在PHC管桩生产应用中最佳掺量5~10mm石子为5%~10%，16~31.5mm石子为50%~70%，为节能降耗和综合利用石资源提供依据。
关键词：石子级配；混凝土工作性能；抗压强度；PHC管桩
引言
石子是构成混凝土重要组分之一，在混凝土中起到骨架作用。随着我国混凝土使用量多年来持续大幅度增加，大量开采山体取石，严重破坏了自然资源和生态环境。目前不少地区石矿资源已逐步减少，甚至出现了供应危机。
1不同级配石子phc管桩
先张法预应力高强混凝土管桩（下称：PHC管桩）是采用离心成型工艺生产的水泥混凝土制品，其混凝土强度等级为C80，使用的石子质量必须符合JC/T2126.6-2012《先张法预应力混凝土管桩》工艺技术规程中要求，且石子母材强度不小于120MPa。实际上石矿开采加工后各公称粒级石子占比约为5~10mm石子15%，10~20mm石子45%，16~31.5mm石子40%。根据PHC管桩产品的配筋结构特征和混凝土工作性能要求，目前行业内普遍使用10~20mm石子用于管桩生产，因此大量5~10mm石子和16~31.5mm石子无法在PHC管桩中应用。在石子质量下降，资源贫缺，供应紧张的今天，探究PHC管桩生产中如何合理搭配使用5~10mm石子及16~31.5mm石子，综合利用资源，可以在一定程度上缓解供需矛盾。
由于5~10mm石子片状多，粒径偏小，而16~31.5mm石子粒径偏大，它们分别搭配10~20mm石子应用于管桩混凝土中，所组成混合石子的粒径和级配对胶凝材料用量、混凝土工作性能、抗压强度、管桩内部结构及外观质量是否造成影响，需要通过试验研究确认[1，2]。本文通过改变混凝土配合比，在试验总结的基础上进行生产应用验证，提出合理搭配使用5~10mm石子或16~31.5mm石子的措施和建议，为资源综合利用提供了依据。
2试验原材料
（1）水泥。粤东TP水泥，物理性能检验结果见表1。
水泥的物理性能
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（4）硅砂粉。廉江九江砂磨制，二氧化硅91.3%，烧失量0.4%，比表面积410m2/kg。
（5）减水剂。TZ1萘系高效减水剂（粉剂），含水率7.8%，减水率20.3%。
（6）水。洁净自来水。
3试验设备
强制式混凝土搅拌机J50型；混凝土三联试模100mm×100mm×100mm；振动台ZT-1000×1000；钻孔机BL-250，钻头尺寸φ75mm；液压式压力试验机YE-3000。
4试验方法
混凝土试验方法依据GB/T50080-2016《普通混凝土拌合料性能试验方法标准》和GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行。抗压强度试件尺寸为100mm×100mm×100mm，控制混凝土坍落度在20~40mm的情况下，取样成型试件后与PHC管桩同步蒸养（5.5h，85℃），压蒸（8h，180℃，1.0MPa），然后测试其抗压强度。钻芯取样依据GB/T19496-2004《钻芯检测离心高强混凝土抗压强度试验方法》标准要求进行。
5试验配合比及结果
在10~20mm石子中按重量比分别搭配20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%的16~31.5mm石子，胶凝材料总用量均为420kg/m3。随着16~31.5mm石子掺量的增加，砂率从33%逐级提高到34.6%，使混凝土水胶比基本保持不变。
随着16~31.5mm石子掺量由20%~90%逐级增加，砂率也同步进行小幅度调整，拌合料用水量基本保持不变，但拌合料工作性能随着16~31.5mm石子掺量增加，和易性逐渐变差。
在16~31.5mm石子掺量小于60%时，拌合料松软和易性良好，大于70%时拌合料偏硬，外观有明显的大石子堆积，料黏聚性稍差，和易性一般。随着16~31.5mm石子掺量从20%~90%变化，混凝土试件蒸养强度出现波动，没有规律性，而蒸压强度随着16~31.5mm石子掺量增加逐级提高，呈现上升趋势。
结语
在半干硬性高强混凝土中，5~10mm石子在一定掺量内对混凝土和易性有益，但对于抗压强度提升贡献不大，掺量过大时影响水胶比，甚至损害抗压强度。掺加20%以上的16~31.5mm石子后，拌合料和易性随着掺量增加而逐渐转差，但蒸压强度随着掺量增加逐级提高，呈现上升趋势，说明大、中粒级石子含量比例对混凝土抗压强度贡献较大。
参考文献：
［1］李从喜.粗骨料粒径和级配对混凝土性能的影响［J］.商品混凝土，2012，（6）：67-68.
［2］耿秀春，张彩霞.粗骨料颗粒级配对混凝土抗压强度的影响［J］.福建建筑，2008，（11）：120-121.
［3］GB/T14685-2011，建设用卵石、碎石［S］.
［4］ GB/T13476- 2009，先张法预应力混凝土管桩［S］
论文作者:欧生
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/17
标签：石子论文; 混凝土论文; 抗压强度论文; 管桩论文; 和易论文; 粒径论文; 性能论文; 《防护工程》2018年第26期论文;