淺談細骨料質(zhì)量對混凝土性能的影響

楊美娜

廈門智欣建材集團有限公司（361023）

0 前言

近20 年，混凝土技術(shù)出現(xiàn)了翻天覆地的變化，然而目前使用的混凝土科學的理論、 公式和觀點，基本上還是20 年前甚至100 年前總結(jié)的， 與現(xiàn)代混凝土環(huán)境相差巨大。從古至今河砂是建筑中主要的材料，是天然石在自然狀態(tài)下，經(jīng)水的作用長時間反復(fù)沖撞、摩擦產(chǎn)生的，但自然資源有限，河道已限制開采，河砂成本日益增加。 于是機制砂在混凝土中的使用越來越多。機制砂是通過機械設(shè)備加工而成的，成品的顆粒形狀沒有河砂好，堅固性比河砂稍差。用機制砂代替河砂生產(chǎn)出來的混凝土其性能有很大差別。文章針對河砂和機制砂通過多組混凝土配合比試驗得出規(guī)律展開分析。根據(jù)這些規(guī)律實現(xiàn)混凝土配合比的優(yōu)化生產(chǎn)，在滿足混凝土性能和抗壓強度的前提下， 對配合比進行成本分析，從中選擇適合澆筑的配合比。

為排除膠凝材料和粗骨料的干擾，試驗選用同種水泥、粉煤灰、礦粉、外加劑和質(zhì)量較好的反擊破5-20 石子， 用混凝土需求量較大的強度等級C30的配合比進行試驗研究。

1 原材料的選擇與試驗設(shè)計

1.1 原材料的選擇

水泥：采用閩福PO·42.5。

粉煤灰： 采用后石電廠生產(chǎn)的F 類Ⅱ級粉煤灰。

礦粉：采用三鋼建材生產(chǎn)的鋼松牌S95 礦粉。

高效減水劑：榮怡高效減水劑。

粗骨料：反擊破5～20 mm。

細骨料：采用河砂、水洗砂和2 種不同廠家的機制砂，其性能見表1。

試驗標準依據(jù)：JGJ52—2006 和GB/T 14684—2011。

設(shè)計標準依據(jù)：JGJ55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》

表1 選擇材料的性能

以上材料為同一批次，各種材料的性能保持一致，防止干擾。

1.2 基準配合比

強度等級C30， 水膠比0.485， 試配強度38.2 MPa。

坍落度控制在180 mm，正負偏差為10 mm，試塊尺寸150 mm×150 mm×150 mm。

四種砂的配合比見表2。

表2 四種砂的配合比

1.3 試驗結(jié)果

試驗結(jié)果見表3。

2 試驗結(jié)果分析

1）從表3 可以看出，使用河砂配制的混凝土含氣量為2.5%，在正常范圍內(nèi)，但容重較機制砂低，強度也較低，最大差值在6.1 MPa。

2）使用水洗砂配制的混凝土含氣量在3.2%，強度和河砂較為接近（僅差1 MPa），但水洗砂含泥量為1.4%，較河砂（0.4%）高1%。 在坍落度一樣的情況下，水洗砂比河砂外加劑使用量多3.22 kg，增加了外加劑的使用成本，強度可提高1 MPa。

3）機制砂2 比機制砂1 的外加劑使用量多0.39 kg，兩種機制砂的含氣量和容重較為接近，但擴展度相差30 mm。 機制砂2 流動度會稍好些，強度也增加了3.6 MPa。

4）河砂含泥量最低，外加劑使用量少，且河砂粒形圓潤，流動性較好，保水性也好。 從工作性能上看，河砂混凝土用于泵送部位會較為順利，不易堵管，也更適合用于配制高標號自密實混凝土。

表3 試驗結(jié)果

5）機制砂石粉含量高，外加劑使用量較大，成本比河砂高。 機制砂表面粗糙，級配差，黏聚性和保水性變差，流動度也差。 機制砂混凝土含氣量較小，容重較高，強度也較高。 機制砂采購成本比河砂要低，從這點上是可以和外加劑互抵。 從性能上看，機制砂混凝土適合用于大體積底板、路面等部位。 但一般不單獨使用機制砂配制混凝土，材質(zhì)控制不好容易引起離析。 可采取河砂或水洗砂和機制砂混合配制。

由此可見，河砂、水洗砂和機制砂對混凝土的性能會產(chǎn)生不同程度的影響。 不同廠家的機制砂也存在著差別。 為控制好混凝土，就要對細骨料質(zhì)量進行把控。 在資源越來越稀缺的環(huán)境下，不管是河砂、水洗砂還是機制砂，其來源會不穩(wěn)定，現(xiàn)代混凝土質(zhì)量控制存在著很大的技術(shù)性。 砂的細度模數(shù)對混凝土的用水量影響很大，砂細度模數(shù)小時，砂的總比表面積大，每立方米用水量增加。 為了能滿足相同工作性能，就需增加用水量，而且水灰比變大，強度降低。經(jīng)試驗論證，砂的細度模數(shù)從3.0 變動到2.6 時，其用水量也在增加，水膠比變大，強度降低。

3 控制好細骨料質(zhì)量

要控制好細骨料的質(zhì)量重點要加強混凝土原材料的進場驗收。 首先對進廠材料進行目測，由材料員判斷材料是否可用。 ，在這種情況下，材料員的“把關(guān)”很重要。 對于入庫河砂的質(zhì)量控制應(yīng)注意以下幾點。

1）從外觀看是否同一砂源，同一砂源要放在同一庫位。

2）根據(jù)有沒有貝殼初判是河砂還是海砂，是海砂應(yīng)退貨。

3）看是否有淤泥團（干了就是泥塊），目測超標應(yīng)退貨。

4）根據(jù)稍干部分的砂是松散還是結(jié)團大致判斷含泥量多少。

5）從顏色（黃或黑）來判定砂是否受污染，黑砂的有機物含量比較高，不能只看含泥量。

4 機制砂采購要注意的問題

如果材質(zhì)是由風化巖石加工而成的，這種材質(zhì)的壓碎指標值較高，會降低混凝土的強度。 不同產(chǎn)地的機制砂性能差別很大，如石粉含量和壓碎是不一樣的，應(yīng)分倉堆放。 因此，不同品種和產(chǎn)地的砂吸水率不一樣，為配制出高品質(zhì)的混凝土，技術(shù)人員可憑經(jīng)驗，選擇不同品種或產(chǎn)地的砂，配制不同強度的混凝土。

5 結(jié)語

對細骨料質(zhì)量把關(guān)不嚴，使用混亂，對細度、級配、含水率不控制，會導(dǎo)致預(yù)拌混凝土和易性差、工作性能不好，會產(chǎn)生堵管的情況；強度不穩(wěn)定，標準偏差大，成本高；嚴重的還會導(dǎo)致混凝土裂縫滲水；顧客投訴多，面臨行業(yè)淘汰出局的囧境。 因此生產(chǎn)前必須對細骨料進行組批均化，確保細度和含水率的穩(wěn)定，做到材料先到先用的原則。 試驗室按批次進行抽樣檢測，混凝土公司應(yīng)根據(jù)文件和標準要求編制檢驗試驗計劃，設(shè)置內(nèi)控技術(shù)指標要求。 在環(huán)境不斷變化下，自然資源緊張，只有加強材料控制，經(jīng)常做試驗，不能一味地生搬硬套，這樣才能保障混凝土的性能，生產(chǎn)出滿足顧客需求的合格產(chǎn)品。