砂石骨料是工程建設中砂、卵(礫)石、碎石、塊石、料石等材料的統(tǒng)稱,廣泛應用在樓房建設、道橋工程、水電設施等項目中,是基礎設施建設中不可或缺的重要原材料之一。作為主要材料,其品質(zhì)自然會影響到混凝土的性能,國家和行業(yè)都對骨料的品質(zhì)做出了具體規(guī)定,甚至混凝土生產(chǎn)企業(yè)的技術人員也會根據(jù)自己對骨料的理解,在自己內(nèi)心中設定了一個標準。這些行為會自然而然地影響到骨料的選擇和使用,甚至會影響到配合比設計的思路,并最終影響混凝土的性能。如何正確對待和使用骨料是值得我們深思的問題。本文總結(jié)了關于砂石骨料的十大常用基礎知識,不懂你就吃虧了。
粗骨料主要應控制其粒徑、級配、粒形、石粉含量、泥塊含量。每車進行宏觀檢查,不合格不得卸車。此外,要按規(guī)范要求,按批量檢驗各項指標。
細骨料應控制細度模數(shù)、含泥量和泥塊含量。每車進行宏觀檢查,不合格不卸車。同樣,應按規(guī)范要求批量檢驗。
粗骨料粒徑受混凝土泵送管道管徑和泵送高度的制約,一般可泵送的最大粒徑隨泵送高度增加而降低。如,泵送高度<50m時,粗骨料最大粒徑與輸送管徑比≤1:3。而泵送高度為100m時,其比便降至1:5,否則易堵管。
當針片狀含量高時,針狀粗骨料抗折強度比較低,且粗骨料間粘結(jié)強度下降,因而致使混凝土強度下降。對于預拌混凝土來說,針片狀含量高,會使粗骨料粒形不好,從而使混凝土流動性下降,同時針片狀骨料很容易在管道處堵塞,造成堵泵,甚至爆管。因此,泵送混凝土要求其針片含量≤10%,高強度混凝土要求則更高。
預拌混凝土需用中砂,除對砂的級配、含泥量和泥塊含量等按規(guī)范要求外,還要注意通過0.315mm篩孔的砂不少于15%。這對混凝土的可泵性影響很大,此值過低易堵泵,并使混凝土保水性差,易泌水。
砂子太細,混凝土需水量上升,而且用細砂配制的混凝土其可泵性、保塑性均極差,混凝土強度會下降,易開裂。
如砂源有問題,可用細砂加部分機制砂配制泵送混凝土。如,可用細度模數(shù)小于2.0的細砂摻細度模數(shù)3.0~3.2的機制砂,以6:4左右的比例,觀察其流動性、可泵性,具體可通過試驗確定配比。
砂含泥量大,混凝土需水量大,保塑性差,收縮加大,混凝土強度下降,結(jié)構(gòu)易開裂。因此,要控制砂含泥量≤3%(C30~C50),高強混凝土含泥量要求更高。
砂石中泥塊除與含泥帶來同樣的影響外,還會嚴重影響混凝土強度。比如,泥塊會削弱混凝土斷面,澆筑地面時泥塊上浮,干縮后會在表面形成凹坑等缺陷。
隨著粗骨料粒徑加大,其與水泥漿體的粘結(jié)削弱,增加了混凝土材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性,導致混凝土強度降低。
粗骨料在混凝土中對水泥收縮起著約束作用。由于粗骨料與水泥漿體的彈性模量不同,因而在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應力。此拉應力隨粗骨料粒徑的增大而增大,并會導致混凝土強度降低。
隨著粗骨料粒徑的增大,在粗骨料界面過渡區(qū)的Ca(OH)2晶體的定向排列程度增大,使界面結(jié)構(gòu)削弱,從而降低了混凝土強度。
試驗表明:混凝土中粒徑15~25mm粗骨料周圍界面裂紋寬度為0.1mm左右,裂縫長度為粒徑周長的2/3,界面裂紋與周圍水泥漿中的裂紋連通的較多。而5~10mm粒徑粗骨料混凝土中,界面裂紋寬度較均勻,僅為0.03mm,裂紋長度僅為粒徑周長的1/6。
粒徑大小不同的粗骨料,混凝土硬化后在粒徑下部形成的水囊積聚量也不同,大粒徑粗骨料下部水囊大而多,水囊中的水蒸發(fā)后,其下界面形成的界面縫必然比小粒徑的寬,界面強度就低。
粗骨料的表面粗糙,有利于水泥漿與骨料的界面強度。根據(jù)多年試驗,卵石配制的混凝土一方面由于其含風化石較多,本身壓碎指標低于碎石,而且表面光滑,界面強度低,因此由其配制的混凝土強度會比同配比碎石混凝土低3~4MPa。
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