如何應(yīng)對混凝土骨料的質(zhì)量突變

如何應(yīng)對混凝土骨料的質(zhì)量突變目錄TOC\o"1-5"\h\z刖§1.砂細(xì)度模數(shù)變化2\o"CurrentDocument"1.砂子細(xì)度模數(shù)對坍落度和泌水率的影響2\o"CurrentDocument"2.砂子細(xì)度模數(shù)變化對混凝土配合比的影響2\o"CurrentDocument"3.砂子細(xì)度模數(shù)變化對混凝土強(qiáng)度的影響2\o"CurrentDocument".石子質(zhì)量變化3\o"CurrentDocument"1.顆粒級配變化3\o"CurrentDocument"2.含泥量變化3\o"CurrentDocument"3.針片狀含量發(fā)生變化3\o"CurrentDocument"4.石子粒徑變大3\o"CurrentDocument"5.石子中石粉含量變化4\o"CurrentDocument"6.石子中風(fēng)化石含量增加4\o"CurrentDocument"7.有可能發(fā)生堿骨料反應(yīng)的石子4\o"CurrentDocument".骨料的變化情況可能會導(dǎo)致混凝土的某些現(xiàn)象41.顆粒變大4\o"CurrentDocument"2.石子里面的石粉含量變化5\o"CurrentDocument"3.石子里面的風(fēng)化石5\o"CurrentDocument"4.石子的含泥量5\o"CurrentDocument".名家敘述6\o"CurrentDocument"1. 一6\o"CurrentDocument"2.二7\o"CurrentDocument"3.三8\o"CurrentDocument"4.四9刖三長期以來，混凝土管理人員并沒有對混凝土用骨料質(zhì)量予以重視，片面認(rèn)為只要水泥、外加劑等材料質(zhì)量控制好，就可以生產(chǎn)出質(zhì)量合格等混凝土。在這種思想的支配下，混凝土企業(yè)管理人員所購進(jìn)骨料五花八門，質(zhì)量堪憂?；炷良夹g(shù)人員對質(zhì)量稍有異議，就會對其技術(shù)能力產(chǎn)生質(zhì)疑。雖然骨料在混凝土中起填充作用，穩(wěn)定混凝土體積，但其質(zhì)量的變化對混凝土拌合物質(zhì)量及其(7)如果當(dāng)前粗骨料有潛在的堿骨料反應(yīng)的可能性時，為慎重起見，應(yīng)暫停混凝土施工，待權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)檢測后，再做下一步的決策，更換粗骨料品種或者可以放心使用或者采取可靠措施手段后使用。后期強(qiáng)度及耐久性等變化都不可忽視。骨料的體積一般占混凝土體積的2/3左右，骨料的選擇首先應(yīng)保證所配制的混凝土質(zhì)量滿足要求，其次要就地（或就近）取材，盡量降低成本。.砂細(xì)度模數(shù)變化砂子細(xì)度模數(shù)對坍落度和泌水率的影響砂子細(xì)度模數(shù)減小，砂子變細(xì)，表面積增大，包裹砂子表面后剩下起潤滑作用的漿體減少，混凝土坍落度降低。粗砂表面積小，保水性差，混凝土易泌水、離析，顯得粗糙，和易性及粘性差；細(xì)砂混凝土則保水性好，泌水率低，和易性好，也不易離析。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，細(xì)度模數(shù)2.6?2.8是比較理想的細(xì)骨料，但生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)常常會出現(xiàn)超出范圍的現(xiàn)象。一般來說，砂細(xì)度模數(shù)降低0.3,混凝土坍落度降低20mm,混凝土用水量將提高5kg左右或者外加劑用量增加0.1%左右。2.砂子細(xì)度模數(shù)變化對混凝土配合比的影響在生產(chǎn)中的砂變細(xì)時，混凝土坍落度變小，施工難度增加。相反，砂細(xì)度模數(shù)變大時，混凝土坍落度相對變大，保水性變差，容易出現(xiàn)泌水、離析，甚至難以振搗密實(shí)（砂漿不足）。在水膠比不變的情況下，砂細(xì)度模數(shù)發(fā)生變化時，要保持混凝土拌合物工作性不發(fā)生變化，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整砂率一般來說細(xì)度模數(shù)變化0.2,砂率相應(yīng)變化1%?2%,調(diào)整砂率的同時可以適當(dāng)增減外加劑摻量，盡量不改變配合比用水量。3.砂子細(xì)度模數(shù)變化對混凝土強(qiáng)度的影響在生產(chǎn)過程中，當(dāng)砂子變細(xì)時，混凝土拌合物坍落度偏小，為保證預(yù)定的坍落度，往往簡單地（也是錯誤地）采取多加水的辦法來解決。這易使人們產(chǎn)生細(xì)砂混凝土強(qiáng)度低于粗砂混凝土強(qiáng)度的錯覺。實(shí)際上，只要保持水膠比不變，砂子粗細(xì)對混凝土強(qiáng)度等影響很小。但這也不是說，砂的細(xì)度模數(shù)對強(qiáng)度沒有影響，生產(chǎn)中還是要予以重視的。一般來說，砂細(xì)度模數(shù)變小，同質(zhì)量下骨料表面積變大，漿體不變時，包裹在骨料表面的漿體厚度變薄，過薄等漿體將會使混凝土強(qiáng)度降低。因此，使用細(xì)度模數(shù)偏小等骨料時，應(yīng)注意適當(dāng)降低砂率，必要時要增加漿體用量來保證強(qiáng)度和耐久性。2.石子質(zhì)量變化1.顆粒級配變化生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)使用的石子堆上看不到粒徑小于10mm的顆粒，石子由5?25mm或5?31.5mm的連續(xù)級配變成10?25mm或10?31.5mm的單粒級級配。應(yīng)采取增加石子總用量約10%?20%的粒徑為5?10mm小石子替代碎石或增加2%的砂率，同時混凝土外加劑摻量增加0.1%?0.2%來調(diào)整混凝土配合比。2.含泥量變化含泥量對混凝土影響一方面吸附外加劑，造成外加劑減水率降低，在忽視調(diào)整外加劑時，常常會造成用水量增加，造成混凝土用水量降低。含泥量越大，所增加外加劑的摻量也越大，反之越小。石子的含泥量不宜超過0.5%,生產(chǎn)中如發(fā)現(xiàn)石子表面粘有泥土?xí)r，應(yīng)增加外加劑摻量0.1%?0.3%,防止泥土吸附外加劑造成坍落度損失。含泥量包裹在骨料表面將影響骨料與漿體的粘結(jié)能力，降低混凝土強(qiáng)度，混凝土強(qiáng)度等級越高，影響越嚴(yán)重。3.針片狀含量發(fā)生變化不規(guī)則的骨料顆粒棱角較多，表面積增加，降低漿體包裹在表面的厚度，增加骨料間的摩擦力，降低混凝土拌合物流動性。止匕外，骨料中不規(guī)則顆粒含量增加，使得漿體與骨料界面的缺陷增加，強(qiáng)度降低。石子的針片狀含量應(yīng)滿足國家或行業(yè)規(guī)范要求，生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)石子中針片狀明顯增加時，應(yīng)適當(dāng)提高砂率2%左右，同時混凝土外加劑摻量增加0.1%?0.2%以保持用水量不變。4.石子粒徑變大在生產(chǎn)過程中，如果發(fā)現(xiàn)石子的粒徑變化，應(yīng)相應(yīng)調(diào)砂率，防止造成混凝土的骨料外露的情況發(fā)生，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致混凝土的離析、泵送時候的堵管等。粗骨料粒徑變大，合理調(diào)整不同粒徑的骨料用量，有利于降低骨料空隙率，降低漿體用量。但隨著混凝土粒徑的增加，配制混凝土?xí)r等缺陷也增加，不利于混凝土等強(qiáng)度和耐久性。此外，使用粒徑較小等粗骨料配配制高強(qiáng)度等級混凝土，有利于提高漿體與骨料的粘結(jié)力，利于強(qiáng)度提高。5.石子中石粉含量變化在石子供應(yīng)緊張時，常常會出現(xiàn)石粉含量增加的情況。生產(chǎn)中如果使用的石子中石粉含量增加時，應(yīng)適當(dāng)降低砂率3%左右，提高外加劑摻量0.1%?0.2%,防止石粉增加造成混凝土坍落度損失過快。石子中風(fēng)化石含量增加在石子開采過程中，有時會帶入一些表層的風(fēng)化石，這類石子壓碎值不高，遇水會化開，有時經(jīng)過太陽照射會破碎，吸水率較大，通常情況下，含量在30%左右的風(fēng)化石的用水量要大于一般混凝土的用水量約40~60kg/m3。通常建議，嚴(yán)禁使用風(fēng)化石的骨料，迫不得已使用時，應(yīng)與質(zhì)量合格的碎石復(fù)合適應(yīng)，以減少其有害影響。7.有可能發(fā)生堿骨料反應(yīng)的石子如果當(dāng)前粗骨料有潛在的堿骨料反應(yīng)的可能性時，為慎重起見，應(yīng)暫?；炷潦┕ぃ龣?quán)威檢測機(jī)構(gòu)檢測后，再做下一步的決策，更換粗骨料品種或者可以放心使用或者采取可靠措施手段后使用。3.骨料的變化情況可能會導(dǎo)致混凝土的某些現(xiàn)象1.顆粒變大在生產(chǎn)過程中，如果石礦所供應(yīng)的石子粒徑一直為同一個粒徑時，生產(chǎn)基本上可以很穩(wěn)定。但石子的粒徑變化后，很容易造成混凝土的骨料外露的情況發(fā)生，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致混凝土的離析、泵送時候的堵管等。造成這類情況的原因是：（1）石礦石子的粒徑變化，比如原先顆粒粒徑最大為25mm的，由于生產(chǎn)出來的31.5mm的多了，25mm的供不應(yīng)求時，就會供應(yīng)較大粒徑（31.5mm）的石子過來。如在收貨的時候沒有發(fā)現(xiàn)，就容易出現(xiàn)這類上述情況的發(fā)生。（2）堆放過程中，堆放過高，由于骨料自身的滾動，從堆料的頂部會滾落下來，導(dǎo)致外圍的石子顆粒均偏大，而堆場中間的石子粒徑偏小。在生產(chǎn)過程中，用到外圍的石子時也容易出現(xiàn)上述的現(xiàn)象，而用到里面的時候，就顯示出沒有什么大的顆粒。針對上述第一種情況，可以在進(jìn)貨的時候及時查看，加強(qiáng)管理來處理，實(shí)現(xiàn)分場堆放，則可以避免該情況的發(fā)生。第二種情況，可以采取對下料溜槽進(jìn)行處理，使得堆放的骨料可以相對比較均化，避免不同粒徑的分層。2.石子里面的石粉含量變化在石子供應(yīng)緊張的時候或者某些供應(yīng)商的問題，供應(yīng)的石子里會出現(xiàn)夾心（石子+石粉+石子）的情況，在生產(chǎn)過程中，如果使用到這類石子時，通常會導(dǎo)致是混凝土坍落度損失過快，混凝土粘料情況比較嚴(yán)重，尤其是低坍落度的混凝土，這類現(xiàn)象尤其嚴(yán)重。對混凝土的質(zhì)量影響很大。表現(xiàn)在：用水量突然變大，坍落度損失快。處理意見：（1）增加混凝土的用水量以及外加劑的用量；（2）減少這類石子的進(jìn)場，從源頭制止這類情況的發(fā)生。3.3.石子里面的風(fēng)化石在石子開采過程中，有時開采到巖層的表層時，會帶入很多的表層石子（風(fēng)化層），這類石子的壓碎值均不高。在鏟車等上料過程中基本上會壓碎，有些嚴(yán)重的，遇水后會化開。這類石子還有一個現(xiàn)象是吸水率比較大，通常情況下，含量在30%左右的風(fēng)化石的混凝土的用水量要大于一般混凝土的用水量，大約在40?60kg左右。在驗(yàn)收過程中，回彈基本上都不能符合要求。針對這類情況，通常建議，嚴(yán)禁使用風(fēng)化石的骨料。3.4.石子的含泥量含泥量的大小直接影響混凝土的和易性、坍落度以及后期的強(qiáng)度與耐久性。對于有條件的，可以采取沖洗的辦法，保證石子含泥量的百分率，從而可以保證混凝土的質(zhì)量和成本。高國成（威海市威龍建筑安裝有限公司，技術(shù)經(jīng)理）混凝土骨料是指粗骨料（石子）和細(xì)骨料（砂子），在混凝土中起到骨架的作用，同時也是混凝土原材料中比較穩(wěn)定的材料。粗細(xì)骨料的比例即砂率是影響混凝土和易性的主要因素，同時也是影響混凝土耐久性能的一個重要因素。尤其是現(xiàn)代的商品混凝土大多數(shù)都是泵送混凝土，泵送混凝土對砂率的要求也是很高的，一般為35%?45%,由于地方性骨料的影響，有的普通C30混凝土的砂率都高達(dá)46%?47%,但是只要配合比合理，一樣可以配制出和易性和耐久性符合要求的泵送混凝土。這就要求我們通過配合比實(shí)驗(yàn)確定最佳砂率來滿足生產(chǎn)要求。在實(shí)際生產(chǎn)中骨料的變化影響著混凝土的和易性和施工性。①粗細(xì)骨料含水率的變化。尤其是大雨、雪過后或者新進(jìn)含水率過高的骨料都會使砂率發(fā)生了變化，如果不及時調(diào)整，就會造成細(xì)骨料不足，粗骨料過多的現(xiàn)象，同時單方用水量過大，混凝土出現(xiàn)離析、含砂不足，泵送困難。作為技術(shù)人員要及時實(shí)驗(yàn)，通知攪拌人員及時調(diào)整加大含水率，同時要調(diào)整單方用水量；②粗骨料顆粒級配、針片狀、石粉含量、含泥量等引起的和易性變化。粗骨料級配突然出現(xiàn)級配大，砂率應(yīng)降低，斷續(xù)級配過大，砂率反而要提高。針片狀過多，混凝土的流動性能降低，嚴(yán)重要調(diào)整水泥漿體和砂率。石粉含量變化也是影響混凝土和易性的因素，要嚴(yán)格控制。含泥量過多也要調(diào)整外加劑的摻量和降低砂率；③細(xì)骨料的變化。細(xì)骨料的顆粒級配、含泥量、泥塊含量也是影響砂率的因素，調(diào)整辦法與粗骨料大同小異。尤其現(xiàn)在骨料的骨料開采管理很混亂，基本上供貨商供應(yīng)什么樣的材料，攪拌站就需根據(jù)材料調(diào)整配合比，這無疑對于優(yōu)化配合比是一個阻礙。要根據(jù)現(xiàn)有的骨料供應(yīng)商的材料，采取級配分不同廠家采購。根據(jù)實(shí)驗(yàn)比例攪拌站自己混合使用，確定一個良好的連續(xù)級配，對于控制砂率和優(yōu)化配合比是非常關(guān)鍵的，而不是被動的根據(jù)骨料供應(yīng)商供應(yīng)的材料而隨意地?fù)郊印?.名家敘述4.1.一粗骨料又稱石子，也就是我們常說的碎石和卵石。某些地區(qū)常用的是碎石，但又因石質(zhì)的不同分為石灰?guī)r碎石和花崗巖碎石。花崗巖碎石與石灰?guī)r碎石相比，具有片狀顆粒較多、吸水率較大的特點(diǎn)，因此，在設(shè)計混凝土配合比時應(yīng)增加用水量和膠凝材料的用量。由于花崗巖石材的硬度較高，在破碎時所產(chǎn)生的片狀顆粒較多，采用這種石子配制混凝土?xí)r，在配合比相同的條件下（與石灰?guī)r石子相比），混凝土拌合物的流動性就稍差一些。若想要達(dá)到相同的流動性，就必須增加適量的粉煤灰或者其他膠凝材料?；◢弾r石子的質(zhì)量比較穩(wěn)定，只要是顆粒級配調(diào)整好后，其他指標(biāo)變化不大。性能變化大的是石灰?guī)r石子。下面就重點(diǎn)談?wù)勈規(guī)r石子的質(zhì)量突變現(xiàn)象和應(yīng)采取的應(yīng)對措施：(1)顆粒級配突變：由5?25mm或5~31.5mm的連續(xù)級配變成了10?25mm或10~31.5mm的單粒級級配。在所進(jìn)石子的料堆上看不到小于10mm的石子顆粒。采取的應(yīng)對措施是：增加石子總用量約10%的粒徑為5?10mm細(xì)石子，該細(xì)石子的用量要從石子總量中扣除。也可以增加4%的砂率，來提高混凝土拌合物的流動性。這兩種方法都應(yīng)增加10kg/m3的水泥用量，以彌補(bǔ)骨料比表面積的增加。(2)含泥量的突變：較好的石子含泥量都在1%以內(nèi)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)所進(jìn)石子表面1/3以上的顆粒都粘有黃泥時，此時的含泥量已經(jīng)大于2%。采取的措施是：增加外加劑的摻量0.1%?0.3%,因?yàn)槟嗤習(xí)酵饧觿?，含泥量越大，所增加外加劑的摻量也越大，反之越小?3)頁巖含量的突變：較好的石子是不含有頁巖顆粒的。當(dāng)發(fā)現(xiàn)所進(jìn)料堆中片狀顆粒較多，并且顏色明顯發(fā)青時，必須檢測頁巖顆粒和針片狀顆粒含量。若經(jīng)檢測此兩種顆粒含量超過10%后，必須采取增加用水量和水泥用量(在保持水膠比不變的情況下)的措施。4.2.二早期我們對骨料的認(rèn)知是在混凝土中主要起到骨架支撐作用，故骨料又被稱著骨料。所以對骨料的要求僅從混凝土強(qiáng)度的影響，即水泥石與骨料的粘結(jié)牢度。所以對普通商品混凝土而言，只要符合JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》要求的骨料，骨料對混凝土工作性能和后期質(zhì)量的影響幾乎或略不計。然而，近年來由于國家對國土資源的管制，部分地區(qū)混凝土原材料資源出現(xiàn)了較大的緊張和變異。尤其是骨料的品種、來源的不同和突變，使經(jīng)常出現(xiàn)不符合JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石標(biāo)準(zhǔn)》要求的骨料出現(xiàn)生產(chǎn)過程中。故而商品混凝土的工作性能和后期質(zhì)量也發(fā)生了較大的變異。不管問題如何千變?nèi)f化，但不外乎歸納為粗骨料的品種和含泥量的不可控。2013年蘇南地區(qū)碎石由于受浙江石礦山關(guān)閉風(fēng)潮的影響，大多數(shù)商碎站的采購來源不再固定，原來使用浙江礦的碎石改成常州漂陽、安徽、湖北等地不同類型碎石。甚至有個別黑心供應(yīng)商將不能使用于混凝土的油頁巖石、煤肝石摻混進(jìn)常規(guī)粗骨料中。上述現(xiàn)象的發(fā)生造成兩方面結(jié)果：一是混凝土強(qiáng)度的下降，二是混凝土流變性能變差。4.3.三筆者曾經(jīng)拿過兩個類型的碎石做過低強(qiáng)度等級混凝土試拌試驗(yàn)，一類是起骨架作用的常規(guī)碎石，另一類是不能起骨架作用的碎石。水灰比0.48的R28強(qiáng)度分別是：起骨架作用的為48.2MPa,不起骨架作用的為37.2MPa；與馮乃謙先生的理論吻合。混凝土坍落度經(jīng)時損失方面：起骨架作用的初始坍落度205mm,lh后坍落度為185mm；不起骨架作用的初始坍落度170mm,lh后坍落度為70mm。在4h后，上述兩個試驗(yàn)樣本坍落度均為0mm,并分別加水和減水劑再拌合試驗(yàn)，起骨架作用的碎石混凝土仍能打開，并具有流變性能，而不起骨架的樣本不具有上述作用。故而不起骨架作用的粗骨料拌合的混凝土在失去塑形后不能降級使用。粗骨料的另一突變是含泥量、石粉嚴(yán)重超標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)里碎石無石粉含量說法，均歸為含泥量。實(shí)踐中泥與石粉對混凝土的強(qiáng)度與工作性改變各有不同。含泥量對混凝土強(qiáng)度、裂縫有較大的影響，石粉對混凝土工作性能影響較大。筆者的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為：每方混凝土中石粉含量W20kg時對混凝土的坍落度經(jīng)時損失、28d抗壓強(qiáng)度影響較小，當(dāng)每方混凝土中石粉含量達(dá)30kg時，3h后混凝土出現(xiàn)假凝。故而粗骨料的石粉含量控制指標(biāo)應(yīng)綜合其他材料確定。細(xì)骨料近年來由原來的只使用II級配中砂自然砂逐漸發(fā)展成特細(xì)砂、人工砂和自然中砂混合使用特征。浙江部分地區(qū)使用的人工砂與自然砂中砂接近，故可單獨(dú)配制混凝土。特細(xì)砂在江蘇地區(qū)應(yīng)用較多，該品種只能與中、粗砂混合使用。細(xì)骨料突變主要反映在三個方面：一是人工砂的石粉含量過高，二是泥含量超標(biāo)，三是級配不合理。石粉含量過高與粗骨料一樣，改變的是混凝土的工作性能；級配不合理改變的是混凝土的和易性，即造成砂率過高或者砂率較低，從而造成強(qiáng)度降低和堵泵。人工砂的使用還應(yīng)考慮其化學(xué)指標(biāo)氧化鋁含量的控制，并避免人工砂母巖與拌合混凝土的碎石母巖一致，以避免混凝土中氧化鋁總含量過高，造成混凝土水化反應(yīng)過速。骨料的突變不管是母巖的變化，還是含泥量、石粉含量的超標(biāo)，歸根結(jié)底主要還是與其他材料的相容性問題，尤其是對外加劑的影響較大。含泥量和石粉含量超標(biāo)過高，外加劑分子則被大量吸附，使外加劑未能起到預(yù)期作用?？偠灾还芄橇先绾巫兓?，只要一做好管控工作