玄武岩粗骨料裹粉对碾压混凝土性能影响试验研究

蒋伟 沈波 陈洪鑫 刘伟 郭志纯 陶艳梅

（中国水电顾问集团中南勘测设计研究院，湖南 长沙410014）

摘要：官地水电站大坝碾压混凝土使用的竹子坝玄武岩人工粗骨料（大、中、小石）存在不同程度的裹粉现象。通过表面有裹粉粗骨料与洗净粗骨料的碾压混凝土性能试验，结果表明：粗骨料裹粉对碾压混凝土拌和物的VC值和含气量无影响；裹粉对碾压混凝土早期抗压强度有降低影响，但随龄期延长至90d及以后基本无影响；裹粉对碾压混凝土28d的轴拉强度和极限拉伸值有降低影响且比对抗压强度的降低影响要大，对90d的轴拉强度和极限拉伸值无影响，粗骨料裹粉对碾压混凝土180d的抗冻性和抗渗性无影响。

关键词：玄武岩；粗骨料裹粉；洗净粗骨料；碾压混凝土性能

1 引言

人工粗骨料在生产过程中冲洗不彻底、冲洗后的部分污水被带入成品料仓，以及在转运过程中不断的碰撞、跌落，骨料中石粉含量明显增加，其中一部分包裹在粗骨料表面，形成裹粉现象。该现象在其他一些水电工程同样存在，有试验机构或研究单位对此做过相关研究，其结论及粗骨料裹粉对混凝土性能的影响亦不尽相同。

官地水电站大坝碾压混凝土使用竹子坝玄武岩人工骨料，该玄武岩表观密度很大，其石粉具有很强的吸附性。粗骨料裹粉现象在本工程中普遍存在。

为控制粗骨料裹粉量以保证大坝碾压混凝土质量，对表面有裹粉粗骨料（其裹粉含量按DL/T 5112—2009《水工碾压混凝土施工规范》对粗骨料含泥量参考标准控制）与洗净粗骨料的碾压混凝土性能进行了对比试验研究，以了解及掌握粗骨料裹粉对碾压混凝土性能的影响。

2 原材料及配合比

2.1 粗骨料

粗骨料取自成品料仓，进行试验研究的粗骨料分别为表面有裹粉粗骨料（原样）和洗净粗骨料，洗净粗骨料为成品料原样在试验室用水进行清洗，表面有裹粉粗骨料则为原样，两种状况粗骨料裹粉含量检测结果见表1，原样的裹粉含量符合DL/T 5112—2009对粗骨料含泥量（参考标准）控制要求。

2.2 其他原材料

采用的其他试验原材料包括：四川嘉华企业（集团）股份有限公司的P.MH42.5中热硅酸盐水泥，贵州粤黔电力有限责任公司盘南电厂的需水比为98%Ⅱ级粉煤灰，细度模数2.86、石粉含量15.8%、饱和面干吸水率2.4%的竹子坝玄武岩人工砂，龙游五强混凝土外加剂有限责任公司减水率为19.8%的ZB—1RCC15缓凝高效减水剂，江苏博特新材料有限公司的JM—2000C（S）引气剂。经检验，以上原材料均符合国家有关规程规范和官地工程技术要求。

2.3 碾压混凝土配合比

大坝工程设计强度等级C18020W8F100（二级配）和C18020W6F50（三级配）碾压混凝土试验配合比见表2。

3 试验结果与分析

3.1 裹粉对碾压混凝土拌和物性能的影响

表3为原材料用量相同和试验环境相同的情况下、两种不同粗骨料状况的碾压混凝土拌和物性能试验结果。结果显示，表面有裹粉粗骨料拌制的碾压混凝土拌和物VC值、含气量与洗净粗骨料拌制的碾压混凝土拌和物基本相同。说明粗骨料裹粉对碾压混凝土拌和物VC值和含气量未产生影响。

3.2 裹粉对碾压混凝土硬化物性能的影响

碾压混凝土硬化物抗压强度、轴拉强度、极限拉伸值等力学性能试验结果见表4。

对于抗压强度，无论二级配还是三级配，洗净粗骨料碾压混凝土各龄期抗压强度均大于表面有裹粉粗骨料碾压混凝土相应抗压强度，而表面有裹粉粗骨料碾压混凝土与洗净粗骨料碾压混凝土的抗压强度之比随龄期延长至90d及以后趋于1（参见图1和图2）或者说两者抗压强度基本相同。说明，粗骨料裹粉对碾压混凝土早期抗压强度有降低影响，但随龄期延长至90d及以后基本无影响，二级配与三级配碾压混凝土的规律相同。

对于轴拉强度和极限拉伸值，结果（见表4）说明，粗骨料裹粉对碾压混凝土28d的轴拉强度和极限拉伸值有降低影响，对90d的轴拉强度和极限拉伸值无影响，二级配与三级配碾压混凝土的规律相同。从28d的抗压强度比值、轴拉强度比值、极限拉伸值比值看，粗骨料裹粉对碾压混凝土28d（早期）轴拉强度和极限拉伸值的影响比对抗压强度的影响要大；这是由于裹粉处于粗骨料与砂浆之间的界面过渡区，降低了两者之间的握裹力[1]。

碾压混凝土抗冻性与抗渗性试验结果见表5。结果表明，两种粗骨料状况的抗冻性和抗渗性均满足相应碾压混凝土设计要求，粗骨料裹粉对碾压混凝土180d的抗冻性和抗渗性无影响。

4 结语

通过对表面有裹粉粗骨料与洗净粗骨料的碾压混凝土性能试验研究表明：粗骨料裹粉含量按（DL/T 5112—2009）粗骨料含泥量标准控制时，裹粉对碾压混凝土拌和物VC值、含气量无影响；裹粉对碾压混凝土早期抗压强度有降低影响，但随龄期延长在90d及以后基本无影响；裹粉对碾压混凝土28d的轴拉强度和极限拉伸值有降低影响且比对抗压强度的影响要大，对90d的轴拉强度和极限拉伸值无影响；裹粉对碾压混凝土180d的抗冻性和抗渗性无影响。

虽然，试验研究得出了粗骨料裹粉对碾压混凝土硬化物后期性能影响不大或无影响结论，但在工程实际施工中还需从严控制粗骨料裹粉含量。

参考文献

[1] 吴金灶．粗集料表面包裹石粉对碾压混凝土性能影响初探 [J]．水利水电技术，2009（11）.