普通混凝土用砂的粗細(xì)和級(jí)配對混凝土強(qiáng)度及性能的影響

1、    普通混凝土用砂的粗細(xì)和級(jí)配對混凝土強(qiáng)度及性能的影響    劉洪中摘 要： 砂石最為混凝土的重要原材料，在混凝土強(qiáng)度和性能方面發(fā)揮著重要的作用。在本文中，根據(jù)實(shí)際的試驗(yàn)方式，在控制不同砂率和級(jí)配的條件對混凝土性能進(jìn)行比對，得出砂率和級(jí)配對混凝土造成的影響，并詳細(xì)介紹了設(shè)計(jì)配合比中最佳的砂率和級(jí)配。并根據(jù)實(shí)際情況提出確定合理砂率和級(jí)配的基本原則，充分遵循實(shí)際施工的需要得出最優(yōu)的配合比。關(guān)鍵詞： 砂率；級(jí)配；混凝土強(qiáng)度；坍落度砂石作為混凝土中的細(xì)骨料主要起到填充和密實(shí)的作用，但是由于施工環(huán)境不同，砂石采挖的條件不同，導(dǎo)致混凝土用砂的粗細(xì)和級(jí)配不相同，以

2、至于后期配置的混凝土強(qiáng)度不同。為了更好的了解砂石的特性，應(yīng)對現(xiàn)階段砂石短缺的因素，在混凝土研究中深入對原材料控制的方法探索，從不同角度出發(fā)，了解砂石材料對混凝土的影響。一、混凝土用砂基本概況骨料在混凝土中占比達(dá)到60%以上，骨料的特性和性能的優(yōu)劣直接影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性，直接表觀的影響就是混凝土的密實(shí)度。在不同的施工環(huán)境中，砂石來源不同，對細(xì)骨料的級(jí)配和密度無法進(jìn)行保證。要保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性，對砂石的控制必須從以下幾個(gè)方面控制。一是在混凝土的配合比中充分考慮砂石粒徑對拌合中混凝土和易性的影響。二是砂石的顆粒級(jí)配對混凝土密度的影響。三是不同的級(jí)配對混凝土力學(xué)性能的影響。下面就通過理論分

3、析和試驗(yàn)驗(yàn)證的方式對砂石的粗細(xì)和級(jí)配改變，了解對混凝土產(chǎn)生的性能影響。二、試驗(yàn)相關(guān)情況混凝土拌合試驗(yàn)中選用水泥為p42.5硅酸鹽水泥，級(jí)粉煤灰和粒徑為5-25mm三級(jí)配的碎石，外加劑選用高羧酸減水劑。根據(jù)測算，碎石的含泥量為0.5%。細(xì)骨料采用細(xì)度模數(shù)2.5，含泥量控制在1%以內(nèi)。根據(jù)砂石的顆粒級(jí)配不同，對混凝土的配合比進(jìn)行調(diào)整比對，將砂石的級(jí)配分成五個(gè)等級(jí)，分別是800kg/m3、810kg/m3、820kg/m3、830kg/m3、840kg/m3，定義組別為1、2、3、4、5。不同的砂石粒徑拌合出的混凝土制作試件。在攪拌中觀察混凝土成型情況，并對樣品情況進(jìn)行記錄。在達(dá)到初凝強(qiáng)度后，測算五

4、組試件的坍落度，并根據(jù)試件的和易性進(jìn)行比對記錄。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果比對，不同粗細(xì)和級(jí)配的細(xì)骨料進(jìn)行對比，表現(xiàn)出從810-840 kg/m3砂石的和易性一般，坍落度數(shù)值逐漸增加，7天強(qiáng)度和28天強(qiáng)度也呈現(xiàn)上升趨勢。利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的方法得出細(xì)骨料最佳級(jí)配和合適的砂率配，能夠有效的保證混凝土的和易性和力學(xué)性能。三、試驗(yàn)結(jié)果分析在試驗(yàn)中，主要區(qū)別砂石不同之處在于顆粒級(jí)配和粗細(xì)成都，不同的細(xì)度模數(shù)存在不同的試驗(yàn)結(jié)果。利用不同的搭配結(jié)果，得到不同的混凝土性能。根據(jù)結(jié)果表明，細(xì)度模度在2.6左右，利用人工控制的方式能夠保證混凝土有好的流動(dòng)性，根據(jù)承載力試驗(yàn)，該指標(biāo)下的混凝土有較好的力學(xué)性能。同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)指標(biāo)能夠了解

5、混凝土中砂石的參數(shù)隨著細(xì)度模度增加而增大。在粉煤灰的使用上定量的情況下，砂率的變化對混凝土性能影響較小，在低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土中，由于變形過程中是由水泥與骨料相互連接處發(fā)生拉壓破壞，砂石發(fā)揮的作用較小。當(dāng)粉煤灰的含量增加后，砂率對混凝土的影響較大，在破壞變形方式上發(fā)生了改變。因此，在上述兩種變形破壞中，由于砂率的不同和粉煤灰使用含量的不同，導(dǎo)致的破壞結(jié)果不同。如在設(shè)計(jì)中選用較粗的砂，骨料的表面積增大，使得混凝土內(nèi)部粘合程度降低，有時(shí)在不均勻振搗拌和的情況下，會(huì)出現(xiàn)崩裂的情況發(fā)生，在后期的混凝土抗壓時(shí)，造成局部的受力不均形成破壞，嚴(yán)重時(shí)影響結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。在砂率過小時(shí)，水泥漿含量較多，直接影響混凝土

6、泌水性，泌水含量增加導(dǎo)致表面出現(xiàn)泌水道，空氣與混凝土接觸氧化，形成破壞。此外泌水道的產(chǎn)生會(huì)使得混凝土內(nèi)部受力不均勻，可見砂率對混凝土的性能有著關(guān)鍵作用。砂率和級(jí)配對結(jié)構(gòu)物的承載力都會(huì)存在一定影響。級(jí)配不同會(huì)導(dǎo)致耐久度下降。級(jí)配較大時(shí)，混凝土在澆筑過程中出現(xiàn)不密實(shí)情況，后期施工中加大振搗能夠緩解，但是局部區(qū)域因?yàn)榧?jí)配原因難以振搗均勻，出現(xiàn)模板內(nèi)外出現(xiàn)空洞的情況，在外觀上出現(xiàn)蜂窩麻面，內(nèi)部結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)空腔的情況。當(dāng)級(jí)配較小時(shí)，與砂率小的情況相似，會(huì)出現(xiàn)泌水道，在內(nèi)部形成空洞較多，水道之間相互連接，使得混凝土的耐久性和抗?jié)B性嚴(yán)重下降，直接影響結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)證明，混凝土砂率和級(jí)配直接影響抗?jié)B

7、性能，而抗?jié)B性能直接決定混凝土的耐久性?？?jié)B性能越好，混凝土內(nèi)部越密實(shí)，強(qiáng)度越高，抗氧化能力越強(qiáng)，同時(shí)對抗外界腐蝕的能力越強(qiáng)。反之抗?jié)B性不佳，影響混凝土受力，對一些預(yù)應(yīng)力材料中的鋼絞線會(huì)出現(xiàn)腐蝕破壞。四、確定合理的砂率和級(jí)配坍落度為10 mm -60mm 的混凝土， 其砂率可根據(jù)粗骨料的品種、最大公稱粒徑及水膠比依據(jù)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程（j g j 5 5-2011） 中提供的數(shù)值， 采用內(nèi)插法計(jì)算確定。坍落度小于10mm的混凝土， 及坍落度大于60mm的混凝土， 且又缺乏砂率的歷史資料時(shí)，其砂率應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)等方法確定。配制混凝土?xí)r易優(yōu)先選用砂率好的砂。應(yīng)適當(dāng)提高砂率， 因?yàn)樯白釉酱郑?比表

8、面積越小， 其吸入水分和涵養(yǎng)水分的能力降低， 使混凝土容易出現(xiàn)分層離析和泌水現(xiàn)象， 影響混凝土的均勻性， 同時(shí)砂子與水泥槳之間的粘接界面的面積減小， 對混凝土強(qiáng)度不利； 同時(shí)宜適當(dāng)降低砂率， 并增加水泥槳的用量， 以滿足混凝土施工和易性和強(qiáng)度要求。只用一個(gè)單粒級(jí)粗骨料配制混凝土?xí)r， 砂率應(yīng)適當(dāng)增大。根據(jù)上述原則和實(shí)際的試驗(yàn)結(jié)果。還應(yīng)根據(jù)施工方式或施工條件， 確定合理砂率， 以滿足施工所要求的和易性。如抗?jié)B混凝土， 以盡量減小骨料間的空隙為著眼點(diǎn)， 在粗骨料周圍形成一定厚度的砂槳包裹層， 把粗骨料彼此隔開，從而減少粗骨料之間的滲水通道。為了使混凝土具有較高的抗?jié)B能力， 除了采取其他必要的措施外，

9、 確定合理砂率亦為重要， 砂率宜為25% -30%。再如， 泵送混凝土，其拌合物必須具有良好的和易性， 才具備較好的可泵性。泵送混凝土除應(yīng)摻加泵送劑或高效減水劑等材料外， 其砂率應(yīng)比普通混凝土高一些， 通?？刂圃?5 % -45%。由此可見， 合理砂率的確定還要考慮施工方式等因素?？傊?，在能夠合理控制粉煤灰和水泥用量的情況下，并能夠保證原材料質(zhì)量，加強(qiáng)混凝土膠質(zhì)材料的使用，盡可能通過使用較小的砂率來保證材料之間的粘結(jié)，使得混凝土強(qiáng)度在初凝階段快速上升，并在后期中達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)。五、結(jié)束語綜上所述，砂率的變化和級(jí)配的變化對混凝土性能有很大的影響，過高或者過低的砂率和級(jí)配都會(huì)使混凝土拌合時(shí)和易性

10、受到影響，后期耐久度方面也會(huì)有一定的影響。當(dāng)砂率選擇在比較適中的范圍內(nèi)， 能使混凝土拌合物獲得良好的和易性， 易于攪拌均勻， 易于澆筑成型，形成較密實(shí)的混凝土，且能提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性。因此， 在混凝土配合比設(shè)計(jì)過程中， 應(yīng)綜合各種因素， 確定出較為合理的砂率和級(jí)配，在保證混凝土質(zhì)量的同時(shí)， 獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)1何錦云， 李瑞憬， 王繼宗.砂率對混凝土和易性及強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究j.河北建筑科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2 0 1 2，1 2 （ 1 2 ）：11-12.2袁俏.影響混凝土強(qiáng)度的幾個(gè)主要因素 j.廣東建材， 2014，2（6） ： 28-293黃勁，呂寅 ，張麗，等.不同細(xì)度模數(shù)人工砂應(yīng)用于混凝土的性能研究j.商品