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细骨料对混凝土和易性的影响
发布者:admin    点击数:1205    更新时间:2015-4-11    收藏此页

 

 

细骨料是混凝土的主要组分,约占混凝土体积总量的30%~40%,其性质的好坏将直接影响到新拌混凝土和硬化后混凝土的性能,如和易性、强度、耐久性等。随着聚羧酸减水剂的广泛使用,细骨料与其适应性好坏同样影响到新拌混凝土和硬化后混凝土的性能,成为业内人士关注的焦点之一。已有文献介绍,聚羧酸减水剂对混凝土中砂子含泥量十分敏感,既能影响混凝土的坍落度及坍落度损失,在砂子含泥量超过3%时还会对强度产生不利影响。事实上,除了砂子含泥量之外,砂子的其他性质也将对聚羧酸减水剂的适应性产生影响,进而影响混凝土的各项指标。

    实验实例

  选用两组胶凝材料及两种砂子进行试验,其中1号砂是由于不合格而被施工方否定掉的砂子,2号砂是施工最终选用的砂子。本实验中为了对比细骨料对混凝土所产生的影响,特选用这两种砂子做了一个对比分析。

  试验中发现,采用2号砂子拌制的混凝土没有出现分层、离析,也没有出现泌水现场,黏聚性和保水性较好;而采用1号砂子拌制的混凝土出现了泌水现象,和易性欠佳。

使用同一种砂子,选取不同组胶凝材料时,混凝土的和易性基本一致,说明该工程现场使用的胶凝材料对混凝土和易性无不良影响。而在胶凝材

料相同,砂子不同时,均需增加50%的减水剂,且W-1尚需多加2kg水才能勉强达到施工要求。此外,由表2还可以看出,1号砂子比2号砂子拌制的混凝土含气量高,含气量偏高将会影响混凝土的后期强度。

  原因分析

  影响混凝土和易性的因素很多,如单位用水量、水泥品种、水泥与外加剂的适应性、骨料性质、水泥浆的数量、水泥浆的稠度、砂率,以及环境条件(如温度、湿度等)、搅拌工艺、放置时间等。我们根据以往的经验认为,在配合比一定的混凝土设计中,对混凝土和易性影响最大的是胶凝材料和外加剂,尤其是近年来外加剂的广泛使用所引起的胶凝材料水泥适应性问题层出不穷。但事实证明,细骨料的性质,以及细骨料与外加剂的适应性对混凝土的和易性也有很大的影响,有时能直接决定拌制的混凝土和易性的好坏。

  细骨料的性质

  1号砂偏细,细度模数只有22,而且级配不良,出现中间级配脱节的现象。一般来说,细骨料越细,比表面积越大,需要越多的水泥浆来润湿,使得混凝土拌合物的流动性降低。砂的级配不良,以至空隙率和比表面积过大,需要消耗更多的水泥浆才能使混凝土获得一定的流动性,对混凝土的密实性、强度、耐久性等性能也会有一定影响。

  GBl4684-2001标准中规定了砂子的含泥量、泥块含量,以及轻物质含量等,如表2所示,1号砂子含泥量较高,含有一定量的泥块,轻物质含量也偏高。

  砂子中的泥会吸附一定量的外加剂,同等条件下相当于减少了外加剂的掺量,使混凝土达不到预期效果。此外,泥的颗粒极细,会黏附在砂粒表面,影响砂粒与水泥浆体的黏结,导致新拌混凝土和易性不佳。而当泥以团块存在时,会在混凝土中形成薄弱部分,对混凝土的质量危害更大,且混凝土强度越高影响越明显。

  砂子中氯离子含量较高,有可能是将海砂混入河砂中使用。海砂的吸附能力大于河砂,使得新拌混凝土和易性变差。

  轻物质多为轻质多孔结构,会吸附外加剂,还会使砂子的蓄水量增大,它的存在降低了混凝土中外加剂的有效掺量,若黏结在骨料表面,还会破坏水泥浆包裹骨料的黏结力,起隔层的反作用。

  砂率的确定

  实验选取42%的砂率,针对该配合比而言是合适的,但由于1号砂子细度偏细,相当于增加了骨料的总表面积和空隙率,在水泥浆用量一定的条件下,相对而言水泥浆的用量变小了,减少了颗粒表面具有的润滑层,增加了集料颗粒间的摩擦力,从而降低了拌合物的流动性。

  细骨料一般采用中砂,要求细度模数为2629,当实际使用的砂子偏细时,应相应的减少砂率或增加水泥浆用量(同时提高胶凝材料与水的用量,保证水胶比不变,但这势必造成施工成本的增加)以便达到设计要求。

  控制措施

  从原因分析中不难看出,细骨料含泥量、氯离子含量,以及轻物质含量显著影响减水剂效用和掺量,究其原因是其对减水剂会有很强的吸附作用,消耗掉了相应减水剂用量的效能。因此,如何降低细骨料对混凝土外加剂的吸附成为解决问题的关键所在。

  鉴于国内砂源紧张,机制砂和海砂利用的技术尚不成熟,单单依赖严格控制砂源已经不太现实,因此,如何使外加剂能够有效抑制混凝土细骨料对减水剂用量的影响,降低减水剂的掺量,保持减水剂的使用效能,成为混凝土外加剂供应商需要解决的难题。

  目前,日本学者已有研究表明,在制备聚羧酸时引入阳离子单体,可以有效抵抗骨料中泥的吸附问题,还有学者通过聚羧酸和二丙稀二甲基氯化胺共聚物盐的复配解决了此问题。而我国也有学者着手研究该问题,如刘国栋等研制的Z剂等,其主要作用机理很可能是细骨料对Z剂有更强或更快的吸附作用所致,即泥土会选择性地优先吸附Z剂,从而减少了对减水剂的吸附。但这些研究尚处于起步阶段,需要大量的试验研究来证实、优化。

在工程建设过程中,砂子作为混凝土结构材料的重要组成部分,其质量优劣对整个工程的质量及耐久性具有举足轻重的影响。随着建筑业发展和对建筑工程质量的重视,建筑市场用砂数量越来越大,质量上要求越来越高,而合格的河砂资源却越来越少,由此引发的工程质量,破坏农田、水利资源等问题日趋严重,砂子生产也因资源的变化而有所改变,建筑用砂的质量和数量对建筑市场的影响日益明显。在河砂资源缺乏的地区,合理使用海砂和优质机制砂进行混凝土施工生产不仅是可行的,其综合效益也是显著的。同时在海砂和机制砂使用中,也可以进行建筑材料学科方面的研究试验,积累经验,为学科的发展奠定基石。此外,及时研制出具有抵抗骨料中泥、有害物质等吸附外加剂迫在眉睫,这将对混凝土外加剂行业提出新的挑战。

 

 

 

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