地方水利工程粗骨料檢測發(fā)現(xiàn)的問題與解決措施

吳景芝

（山東省東明縣水務(wù)局，山東 菏澤 274500）

在地方水利工程建設(shè)過程中，砂石骨料的使用需要嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行檢測，具體應(yīng)采用混凝土的相關(guān)試驗規(guī)程以及混凝土施工規(guī)范，從而有效判定砂石骨料質(zhì)量是否滿足施工要求。在實(shí)際選擇粗骨料時，相關(guān)施工企業(yè)需要確保粗骨料各項技術(shù)指標(biāo)能夠滿足水利工程施工要求，并在實(shí)驗室當(dāng)中采取篩分的方式，從而對粗骨料的級配和粒徑進(jìn)行明確，為水利工程施工打下良好基礎(chǔ)，促進(jìn)我國水利工程行業(yè)的健康發(fā)展。

1 粗骨料對混凝土性能的主要影響

1.1 堅固性方面

通常來說，混凝土當(dāng)中的粗骨料堅固性對混凝土性能具有直接影響，粗骨料強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過砂漿強(qiáng)度，當(dāng)骨料含量增加后，混凝土的整體堅固性也會得到提升。但相關(guān)施工人員需要注意，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定程度后，骨料含量也會明顯增加，此時砂漿量會明顯降低，進(jìn)而使得漿體和骨料表面的粘結(jié)質(zhì)量有所下降，最終導(dǎo)致混凝土堅固性降低。因此，需要對骨料和砂漿之間的比例進(jìn)行合理設(shè)計。與此同時，當(dāng)粗骨料的種類不同時，組分也存在明顯差異，對于同種類型骨料，當(dāng)其生產(chǎn)地域不同時，組分也會表現(xiàn)出明顯差異。因此，粗骨料自身的性質(zhì)差異相對較大，這也直接影響到混凝土性質(zhì)[1]。

1.2 飽和面密度和吸水率方面

石料的表觀密度和石材質(zhì)量、風(fēng)化、礦物成分、空隙率等具有密切聯(lián)系。在正常情況下，當(dāng)粗骨料的表面粗糙，結(jié)構(gòu)比較疏松時，其所制備的混凝土強(qiáng)度相對較低，同時由于粗骨料的表面粗糙，因此空隙數(shù)量比較多，進(jìn)而增大了吸水率。采用此類粗骨料對混凝土進(jìn)行制備，抗?jié)B、耐久和抗凍等性能往往無法滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。因此，需要施工人員對此加大注意，嚴(yán)格篩選粗骨料[2]。

1.3 含泥量方面

結(jié)合水利工程中混凝土對含泥量的要求進(jìn)行分析，需要嚴(yán)格控制卵石和碎石粒徑。根據(jù)《水工混凝土試驗規(guī)程》中含泥量的定義可以知道，其主要是指石料當(dāng)中粒徑在0.08mm以下的淤泥、黏土、細(xì)屑的總含量。當(dāng)含泥量不同時，類型也會存在差異，對混凝土的影響也會表現(xiàn)出明顯差異。首先，包裹型含泥。粗骨料當(dāng)中的泥粒以漿狀在骨料表面附著或者粘接，將會對粗骨料和水泥泥漿之間的粘結(jié)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度和其他性能有所下降。其次，松散型含泥。當(dāng)粗骨料中的泥粒分布均勻時，低膠材混凝土或者砂子的細(xì)度配制較大時，可以使混凝土拌合物具有的和易性得到提升，而且還可以使混凝土密實(shí)性得到增強(qiáng)。而當(dāng)含泥量達(dá)到5%時，混凝土的強(qiáng)度會有所下降，特別是對于高強(qiáng)度混凝土而言，含泥量在7%以上時，強(qiáng)度將會減少30%以上[3]。

1.4 級配方面

粗骨料級配主要是指各級粒徑顆粒的實(shí)際分配比例，其對混凝土的拌和性能、耐久性以及物理性能等具有直接影響。在對混凝土配合比確定之后，需要充分保證粗骨料粒徑均勻性，這樣可以使水泥用量得到降低，從而使混凝土的使用成本得到降低。與此同時，在確定混凝土配合比之后，需要增大粗骨料粒徑，減少用水量。對大粒徑粗骨料進(jìn)行使用，可以使含砂率得到減少，并使混凝土強(qiáng)度得到提升，減少水泥的使用量。當(dāng)水泥用量得到減少后，一方面可以使混凝土內(nèi)熱所產(chǎn)生的溫度增加量得到降低，還可以使溫差裂縫問題的產(chǎn)生量得到減少[4]。

2 地方水利工程石料級配實(shí)驗流程

2.1 四分法選擇風(fēng)干試樣

當(dāng)骨料最大粒徑為20mm時，其質(zhì)量應(yīng)該高于10kg。當(dāng)骨料最大粒徑為40mm時，其質(zhì)量應(yīng)該高于20kg。當(dāng)骨料最大粒徑為80mm時，其質(zhì)量應(yīng)該高于50kg。當(dāng)骨料最大粒徑為150mm時，其質(zhì)量應(yīng)該高于2000kg。

2.2 過篩

在過篩時需要按照從大到小的順序，一直到每分鐘通過量低于總試樣量的0.1%。此外，還應(yīng)保證每號篩余平均層厚度，對比平均層厚度和試樣最大粒徑值，厚度不超過最大粒徑值，一旦大于最大粒徑值，則應(yīng)將其篩分成2份，并再次篩分[5]。

2.3 試驗結(jié)果處理

對分計篩余百分率進(jìn)行計算，所采取的計算方法如下：需要以各號篩上的篩余量和試樣總量相除，從而得到百分率，并要準(zhǔn)確到0.1%。在對累計篩余百分率進(jìn)行計算時，所采取的計算方法為，分計篩余百分率和大于該號篩的各號篩分計篩余百分率相加總和。為了使試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性得到提升，需要對兩次測值平均值進(jìn)行取值，并以此為試驗結(jié)果。在具體篩分之后，需要將每號篩上的篩余量和底盤篩余量進(jìn)行相加，二者的和對比原試樣量，當(dāng)二者差異達(dá)到1%以上時，需要重新開展試驗。

3 石料級配要求分析

首先，需要充分保證粗骨料的質(zhì)地堅硬，而且還應(yīng)具有良好的清潔度和級配。

其次，需要將粗骨料進(jìn)行分級，具體可以分為大石、中石、小石以及特大石，其中小石粒徑為5～20mm，大石粒徑達(dá)到40～80mm，中石粒徑為20～40mm，特大石的粒徑則可以達(dá)到80～150mm。

再次，需要有效控制各級骨料的超徑和骨料遜徑含量。針對原孔篩檢驗進(jìn)行分析，超徑控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在5%以下，遜徑控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在10%以下。從超徑和遜徑的篩檢驗角度進(jìn)行分析，超徑控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為零，遜徑控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該在2%以下。

最后，各級骨料需要避免發(fā)生分離現(xiàn)象。對于粒徑5～20mm的小石，需要使用孔徑為10mm的中徑篩進(jìn)行檢驗。中石應(yīng)該使用孔徑30mm的中徑篩，大石應(yīng)該使用孔徑60mm的中徑篩，特大石應(yīng)該使用孔徑115mm的中徑篩進(jìn)行檢驗[6]。

4 石料顆粒級配對混凝土性能的影響

對于粗骨料來說，通過對顆粒級配進(jìn)行控制，可以有效提升粗骨料質(zhì)量。粗骨料性能和混凝土性能具有密切聯(lián)系，粗骨料最大粒徑和級配對混凝土性能所產(chǎn)生的影響最為明顯。

第一，通過確保骨料級配合理，可以使孔隙率得到降低，使水泥砂漿用量得到減少，有效節(jié)約水泥，使混凝土的制備成本得到降低。

第二，水泥用量降低后，可以使混凝土干縮所得減小，從而降低水化熱，有利于大體積混凝土的澆筑。

第三，通過保證粗骨料顆粒級配良好，可以在用量相同情況下，使混凝土和易性得到提高，起到明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

第四，對顆粒級配進(jìn)行評價的方法，具體包括以下幾種：第一種，顆粒的密度大，孔隙小，則級配良好。第二種，骨料表面積越小，水泥漿用量也越少，此時級配良好。第三種，上一級骨料間距與下一級骨料粒徑相等，填充時不發(fā)生“干涉”，則級配良好。按照以上三種理論所得到的最優(yōu)級配比較相近，但在具體應(yīng)用時存在操作上的困難，當(dāng)石子粒徑越大時，表面積也會減小，水泥漿的使用也會減少，用水量降低，增加了混凝土強(qiáng)度。所以，需要對粒徑較大的石子進(jìn)行選擇。但并非石子粒徑越大越好，當(dāng)粒徑越大時，石子中的缺陷幾率也會有所增加，同時粒徑較大的石子在攪拌時，也會快速下沉，進(jìn)而對混凝土顆粒分布產(chǎn)生嚴(yán)重影響，最終導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低。

第五，骨料級配對混凝土的和易性以及經(jīng)濟(jì)性具有直接影響，其不僅關(guān)系到混凝土強(qiáng)度，而且還會對混凝土耐久性、抗?jié)B性等產(chǎn)生影響。對于骨料級配而言，應(yīng)該保證總面積和空隙率較小，同時還應(yīng)有少量細(xì)顆粒。

5 結(jié)語

綜上所述，在水利工程施工中，粗骨料是混凝土當(dāng)中的一項重要原料，在實(shí)際使用前需要有效開展檢測工作，從而對粗骨料的級配和粒徑進(jìn)行確定。在具體檢驗時，需要將所需要的粗骨料級配要求進(jìn)行明確，并發(fā)給生產(chǎn)單位，按照具體要求進(jìn)行供料。而在施工現(xiàn)場需要細(xì)分粒徑，按照適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)行混合使用。在開展檢測工作時，需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求對粗骨料品質(zhì)進(jìn)行控制，判斷粗骨料級配能否滿足混凝土的強(qiáng)度等級要求，并對粗骨料的其他參數(shù)進(jìn)行檢測，如含泥量、泥塊含量等，從而使混凝土的技術(shù)要求得到滿足，進(jìn)一步提升水利工程施工質(zhì)量。