砂率的變化,會(huì)改變混凝土中集料的總表面積,改變集料的空隙率,從而對(duì)混凝土的各方面性能產(chǎn)生很大影響。
砂率對(duì)新拌混凝土和易性的影響非常顯著;
在膠凝材料用量和水灰比一定的條件下,由于砂子與水泥漿組成的砂漿在粗集料間起到潤(rùn)滑和滾珠作用,可以減小粗集料間的摩擦力。當(dāng)砂率過(guò)小時(shí),砂漿不足以填充粗集料的空隙,不能保證粗集料間有足夠的砂漿層,不能起到潤(rùn)滑和滾珠作用,混凝土流動(dòng)度小,粘聚性和保水性差,混凝土拌合物粗澀、松散,易發(fā)生離析現(xiàn)象。隨著砂率增大,砂漿填充粗集料的空隙,還能保證集料間有一定厚度的砂漿層以便減小粗集料的滑動(dòng)阻力,起到潤(rùn)滑和滾珠作用,混凝土流動(dòng)性增大,同時(shí)混凝土粘聚性和保水性增加。砂率繼續(xù)增加,由于砂子的比表面積比粗集料大,粗細(xì)集料的表面積增大,在水泥漿用量一定的條件下,集料表面包裹的漿體減薄,潤(rùn)滑作用下降,使混凝土流動(dòng)性降低。所以砂率過(guò)大超過(guò)一定范圍,流動(dòng)性隨砂率增加而下降,且當(dāng)漿體不足以包裹集料表面時(shí),則粘聚性也反而下降。
在用水量和水灰比(即水泥漿量)一定的前提下,能使混凝土拌合物獲得最大流動(dòng)性,且能保持良好粘聚性及保水性的最小砂率,稱其為合理砂率,當(dāng)采用合理砂率時(shí),在用水量及水泥用量一定的情況下,能使混凝土拌合zhuan物獲得最大的流動(dòng)性且能保持良好的粘聚性和保水性,或者,當(dāng)采用合理砂率時(shí),能時(shí)混凝土拌合物獲得所要求的流動(dòng)性及良好的粘聚性與保水性,對(duì)泵送混凝土則為獲得良好的可泵性,而 水泥用量為最少。
Q 02影響混凝土砂率的因素 正是因?yàn)榛炷潦莻€(gè)多種原材料組成的不均勻體,所以基本上所有的組成材料對(duì)混凝土和易性都會(huì)產(chǎn)生影響,從而對(duì)混凝土的合理砂率都有所影響。 Q 03合理砂率的確定 合理砂率是指砂子填滿石子空隙并有一定的富余量,能在石子間形成一定厚度的砂漿層,以減少粗集料間的摩擦阻力,使混凝土流動(dòng)性達(dá)最大值?;蛘咴诒3至鲃?dòng)性不變的情況下,使水泥漿用量達(dá)最小值。 Q 04砂子種類(lèi)、細(xì)度模數(shù)、含泥量的影響和調(diào)整 砂子的細(xì)度變化,對(duì)混凝土的和易性會(huì)產(chǎn)生影響。當(dāng)細(xì)度模數(shù)變大時(shí),混凝土坍落度會(huì)增加,粘聚性和保水性變差,到一定限值時(shí),混凝土?xí)x析;當(dāng)細(xì)度模數(shù)變小時(shí),粘聚性和保水性變好,混凝土坍落度會(huì)減小。這時(shí)就需要對(duì)砂率進(jìn)行調(diào)整,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),當(dāng)細(xì)度模數(shù)每增加0.1時(shí),砂率增加0.5%?1.0%;當(dāng)細(xì)度模數(shù)每降低0.1時(shí),砂率降低0.5%?1.0%。 Q 05石子種類(lèi)、大小、粒級(jí)、針片狀總含量的影響和調(diào)整 石子的大小、顆粒級(jí)配、針片狀總含量等也直接影響著粗集料的空隙率,從而影響混凝土的砂率。 Q 06混凝土坍落度的影響和調(diào)整 混凝土坍落度對(duì)砂率的影響,也是技術(shù)人員常常忽略的一個(gè)問(wèn)題。許多技術(shù)人員在混凝土生產(chǎn)時(shí),不管混凝土坍落度大小,不管坍落度要求是150mm,還是200mm,只要混凝土強(qiáng)度一樣,就是一個(gè)配比、一個(gè)砂率。 Q 07砂子含石率的影響和調(diào)整 在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中,砂子中常常含有小卵石,并且常常是一批一批不一樣,如果不考慮砂含石問(wèn)題,會(huì)使得混凝土實(shí)際砂率不合理。當(dāng)砂子由不含石變成有含石或含石率由小變大時(shí),混凝土砂率偏低,混凝土粘聚性和保水性較差;而當(dāng)砂子由含石變?yōu)椴缓蚝视纱笞冃r(shí),混凝土砂子砂率偏高,混凝土坍落度變小,坍落度損失增加。
但因?yàn)樗?、摻合料、外加劑等原材料的質(zhì)量對(duì)比砂石而言相對(duì)穩(wěn)定,它們對(duì)混凝土砂率的影響在配合比設(shè)計(jì)階段已經(jīng)考慮,而砂石的質(zhì)量很難保證長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定,常常會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)階段的砂石料與配合比設(shè)計(jì)時(shí)考慮的砂石料不一樣,所以本文主要關(guān)注砂石變化時(shí),如何快速準(zhǔn)確的調(diào)整砂率。
因此可以在混凝土配合比其他條件相同的情況下,選擇數(shù)種不同砂率拌制的混凝土拌合物,測(cè)定其坍落度,檢查其和易性,其中粘聚性、保水性適宜、坍落度最大的一種拌合物的砂率即是合理砂率。
而在混凝土生產(chǎn)階段,即使砂石等原材料發(fā)生了些變化,與設(shè)計(jì)時(shí)使用的不太一樣,也不太可能有時(shí)間去通過(guò)大量試驗(yàn)尋找合理砂率。那么,這時(shí)就需要根據(jù)砂石等的情況,迅速找到相對(duì)合理的砂率,再根據(jù)生產(chǎn)的混凝土拌合物實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)。
當(dāng)使用兩種不同的砂子級(jí)配使用時(shí),混合砂細(xì)度模數(shù)可簡(jiǎn)易按照加權(quán)平均值計(jì)算:
例:砂1細(xì)度模數(shù)2.7,用量40%,砂2細(xì)度模數(shù)1.8,用量60%,混合砂細(xì)度模數(shù)為2.34。
砂子含泥量大小也會(huì)對(duì)混凝土和易性產(chǎn)生影響,從而影響合理砂率,砂子含泥量提高或降低1%,砂率應(yīng)降低或提:0.5%?1%。
機(jī)制砂,通常顆粒尖銳,多棱角,表面粗糙,在混凝土中起到的潤(rùn)滑、滾珠作用較差,因此宜與天然砂混合使用,砂率適當(dāng)提高1%?2%。
石子最大粒徑變大(連續(xù)級(jí)配),其空隙率減小,砂率應(yīng)相應(yīng)減小,石子最大粒徑變小,砂率應(yīng)相應(yīng)增加。當(dāng)石子最大粒徑每增加或減小一個(gè)等級(jí),砂率應(yīng)相應(yīng)降低或提高1%;
當(dāng)石子為單粒級(jí)時(shí),空隙率增加,砂率應(yīng)提高1%?2%;當(dāng)石子針片狀含量時(shí),空隙率增加,砂率應(yīng)提高1%?2%;
這里需要注意的是,當(dāng)石子最大粒徑較大時(shí),石子通常為單粒級(jí),最好用二種以上大小石子級(jí)配使用。
卵石和破碎卵石顆粒形狀好,針片狀少,粗集料間的摩擦力小,需要用來(lái)潤(rùn)滑的砂漿少,因此可以降低砂率。當(dāng)使用卵石時(shí),應(yīng)適當(dāng)降低砂率3%;當(dāng)選用破碎卵石時(shí),降低砂率1%,2%。
混凝土砂率應(yīng)該根據(jù)混凝土不同坍落度要求,相應(yīng)調(diào)整:坍落度每增加20mm,砂率增加1%;坍落度每減小20mm,砂率降低1%。
當(dāng)混凝土坍落度損失較大時(shí),為了保證到場(chǎng)混凝土的坍落度,先放大出機(jī)坍落度,這時(shí)還應(yīng)該考慮的是以現(xiàn)場(chǎng)的混凝土坍落度大小來(lái)決定砂率,不然有可能是出機(jī)混凝土砂率合適,但經(jīng)過(guò)坍落度損失,現(xiàn)場(chǎng)混凝土砂率偏大,造成混凝土流動(dòng)性差。
標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有含石率的定義。標(biāo)準(zhǔn)中定義砂子的公稱粒徑小于5.00mm,砂顆粒級(jí)配規(guī)定5.00mm累計(jì)篩余為0%~10%。如何來(lái)確定含石率呢,各個(gè)企業(yè)各個(gè)技術(shù)人員不統(tǒng)一,且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。
在此建議建立企業(yè)的技術(shù)文件予以規(guī)定含石率定義和試驗(yàn)方法?,F(xiàn)提供一種含石率的確定方法。試驗(yàn)以稱取干砂1000g,用9.5mm和4.75mm的方孔篩手篩,計(jì)算篩余率,將9.5mm的篩余率加上4.75mm的篩余率超過(guò)5%的部分,作為含石率(注意,此時(shí)含石率計(jì)算的基準(zhǔn)是全部砂子,與含水率計(jì)算不一樣)。
確定含石率后,調(diào)整也就是將砂子中的石子部分當(dāng)做石子。例如一配比中砂子750kg,石子1050kg,砂子含石率8%,那么調(diào)整后的砂子用量為:750/(1-8%) =815kg;石子用量為1050-(815-750)=985kg。
如上,含石率的調(diào)整和砂率調(diào)整的結(jié)果一樣,無(wú)外乎砂石總量不變,調(diào)整砂石的比率,但是必須注意到這兩種調(diào)整的內(nèi)涵不一樣。
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