张 燕

(新疆水利水电勘测设计研究院试验研究所 昌吉 831100)

1 料场概况

C1 料场位于玛河Ⅱ级阶地上，距上坝址5～6km，北西向总长约1.2km，宽度约1.0km，地形平坦开阔。分布岩性为第四系上更新统冲积砂卵砾石(Q3a1)，结构松散，地下水位埋深10m，平均水上开采深度约8m(地面以下2～10m)，计算储量960万m3。

2 混凝土原材料试验

2.1 钙质薄膜

由于该料场表层2m 砾石表面普遍附着一层白色钙膜，需要对钙质薄膜的成因、化学成分、矿物成分等进行深入研究。白色钙膜的矿物成分检测结果见表1，化学成分见表2。

表1 钙质薄膜矿物成分成果

表2 钙质薄膜化学成分成果

2.2 水泥、粉煤灰选择

ⓐ水泥:选用某水泥厂生产的42.5 水泥;ⓑ粉煤灰:选用某公司生产的Ⅰ级粉煤灰;ⓒ外加剂:选用高效减水剂与引气剂。

2.3 混凝土粗、细骨料

2.3.1 细骨料

C1 料场混凝土试验可用的砂有五种，一种是C1料场天然细砂;一种是用表层2m 以上含钙膜的粗骨料临时加工的人工砂;第三种是表层2m 以上天然细砂;第四种是表层2m 以下不含钙膜的粗骨料临时加工的人工砂;第五种是表层2m 以下天然细砂。

通过对混凝土细骨料的检测可以看出:天然砂的细度模数在1.35～2.13 之间，为细砂，而人工砂的细度模数在3.12～3.39 之间，为粗砂;坚固性损失从大到小依次为:C1 料场天然砂＞表层2m 以下天然砂＞表层2m 以上天然砂＞表层2m 以上人工砂＞表层2m以下人工砂;堆积密度从大到小依次是:表层2m 以下人工砂＞表层2m 以上人工砂＞表层2m 以下天然砂＞表层2m 以上天然砂＞C1 料场天然砂。其他技术指标对混凝土的性能影响不大，从坚固性和堆积密度这两项技术指标可以看出人工砂优于天然砂，表层2m以下人工砂要优于表层2m 以上人工砂。

2.3.2 粗骨料

C1 料场混凝土试验用粗骨料有三种料，分别是C1 料场天然料;表层2m 以上含钙膜破碎骨料;表层2m 以下不含钙膜破碎骨料。通过对混凝土粗骨料的检测可以看出:粗骨料C1 料场天然料、表层2m 以下不含钙膜破碎料，以及表层2m 以上含钙膜破碎料的各项技术指标之间没有明显的优劣之分，不能简单地定性。

3 混凝土配合比试验

3.1 混凝土配合比试验参数

天然砂的细度模数在1.35～2.13 之间，为细砂，而人工砂的细度模数在3.12～3.39 之间，为粗砂，由于人工砂石粉含量在22%左右，考虑人工砂对拌制的混凝土可能存在需水量大、引气困难，以及级配均匀等因素，所以在拌制混凝土试件时细骨料均是以天然砂+人工砂混合而成，并且人工砂都是洗去石粉的标准料。编号为1的配合比所用骨料为表层2m 以下不含钙膜破碎混凝土骨料，砂子细度模数2.74(由2m 以下50%破碎砂+2m 以下50%原料混合而成);编号为2的配合比所用骨料为表层2m 以上含钙膜破碎混凝土骨料，砂子细度模数2.69(由2m 以上50%破碎砂+2m 以上50%原料混合而成);编号为3的配合比所用骨料为C1 料场天然混合料，钙膜掺量为0%;编号为4的配合比所用骨料为C1 料场天然混合料，钙膜掺量为20%;编号为5的配合比所用骨料为C1 料场天然混合料，钙膜掺量为40%;编号3、4、5的配合比所用砂子细度模数为2.66(由表层2m 以上70%破碎砂+30%天然原料混合而成);编号为6的配合比所用骨料为表层2m 以下不含钙膜破碎混凝土骨料，砂子细度模数2.74(由2m 以下50%破碎砂+2m 以下50%原料混合而成)(见表3)。

表3 混凝土配合比试验成果

此次配合比试验拟定二级配混凝土小石∶中石=40∶60，水胶比0.4，胶材中掺20%的Ⅰ级粉煤灰，胶材用量300kg/m3，砂率为29%，水泥为P.O42.5。配合比试验采用的细骨料均是由人工砂加天然砂调配成中砂使用。每组配合比胶凝材料用量相同，用水量相同，坍落度和含气量控制在基本相同的范围内，以保证试验在基本相同的条件下试验数据更加准确，更有针对性和可比性。

3.2 混凝土配合比试验成果

试验表明:表层2m 以上含钙膜破碎混凝土的各项力学性能要略逊于表层2m 以下不含钙膜破碎混凝土:抗压强度值14 天下降13.1%，28 天下降12.2%，轴心抗拉14 天、28 天均下降7%，但劈拉强度、极限拉伸强度、拉伸应变无实质性差别。C1 料场天然混合料带钙膜石子含量在20%以上的范围内，对抗压强度及其他力学性能影响不大，但在带钙膜石子含量超过40%时，抗压强度值14 天下降6.4%，28 天下降11.1%，但劈拉强度、极限拉伸强度、拉伸应变无实质性差别。

4 结论和建议

通过上述试验可以看出，不同混凝土骨料的力学性能指标有如下区别:表层2m 以下不含钙膜破碎混凝土骨料的各项性能指标大于表层2m 以上含钙膜破碎混凝土骨料的各项性能指标;C1 天然混合料钙膜掺量为0%的各项性能指标与天然混合料钙膜掺量为20%的各项性能指标之间无明显差异，但当钙膜掺量为40%时混凝土骨料的力学性能呈下降趋势。可见随着钙膜含量的增加，混凝土骨料的力学性能呈下降趋势。卵石混凝土强度比碎石混凝土强度低。

因此，钙膜存在单纯对混凝土骨料的各项性能没有实质性的影响，但在极限情况下钙膜的含量小于40%时，对混凝土基本指标影响不大，工程中可以酌情使用;但钙膜的含量大于40%时，混凝土基本指标下降较多，不宜在工程中使用，应加强骨料筛选。

1 DL/T 5150—2001 水工混凝土试验规程［S］.

2 DL/T 5144—2001 水工混凝土施工规范［S］.

3 DL/T 5151—2001 水工混凝土砂石骨料试验规程［S］.

4 DL/T 5100—1999 水工混凝土外加剂技术规程［S］.

5 DL/T 5330—2005 水工混凝土配合比设计规范［S］.

6 GB 175—2007 通用硅酸盐水泥［S］.

7 JGJ 63—2006 混凝土用水标准［S］.

8 GB/T1596—2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰［S］.