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混凝土砂石原材料在应用中的一些问题

2019-11-25

混凝土砂石原材料在应用中的一些问题

我国砂石生产主要是个体生产,规模较小,再加上混凝土生产企业管理人员长期形成的“重胶凝材料、轻砂石”的观念,认为水泥是影响混凝土质量的根本,控制住水泥质量就能控制住混凝土质量,造成对砂石的检测不够到位,基本上处于失控状态。我国砂、石质量普遍较差,河砂逐步匮乏,细度模数不能满足要求,砂的含泥量最多的达10%,含石量超25%。机制砂代替河砂是大势所趋,但是机制砂生产设备落后,生产的机制砂石粉含量高、粒形差,级配上“两头多、中间少”,细度模数大。石子松堆空隙率在45% 以上(理想粒形和级配的石子松堆空隙率为38%),针片状颗粒超10%(西方国家的限值为5%),导致胶凝材料和外加剂用量大。我国已故学者蔡正咏指出:我国混凝土质量比西方国家差,主要原因在于骨料的质量。

随着天然砂的过度开采,符合混凝土生产要求的中粗砂日趋减少,很多地方已经找不到优质的天然中砂。尽管天然砂的量在减少,但砂的粗放开采并没有减少,这就造成很多砂偏细或者偏粗,其次就是含石量过大,甚至超过30%。随着天然砂的不足很多地方开始使用机制砂,目前我国人工砂的级配较差,中间颗粒较少,较粗和较细的颗粒多,从颗粒形状上看机制砂的颗粒形状粗糙尖锐,如果混凝土配合比设计不合理,用这种人工砂配制的混凝土拌合物很容易出现“草帽状”,工作性较差。解决这一问题的途径是天然砂与人工砂合理复配使用,选择合理的细度模数。

在砂的选择上,除了满足相关标准对砂的质量要求外,应选择级配合理的砂,或者不同级配的砂进行复配使用。从理论上讲,砂的粒形和级配比砂的细度模数重要,但混凝土企业砂的用量大、来源复杂、级配多变,单靠控制砂子级配来控制混凝土质量,会给混凝土企业带来很大的难度,也不便操作。砂的细度模数是砂的一个重要指标,虽然它不能全面反映砂的颗粒级配情况,但砂的颗粒级配间接影响砂的细度模数,砂的颗粒级配可以用砂的细度模数进行粗略的反映。因此,在生产中可以找到砂的细度模数与混凝土性能之间规律,通过细度模数来控制混凝土的质量。

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在生产和试验中发现,砂的细度模数与混凝土的胶凝材料用量有很好的相关性。混凝土胶凝材料用量大、细颗粒较多,混凝土浆体的黏度大,要获得满意的工作性就应选择细颗粒含量较少的、细度模数较大的粗砂;混凝土胶凝材料用量小、保水性差,需要增加较多的细颗粒来提高混凝土的黏聚性,使用砂子细度模数小,细颗粒含量高的偏细砂。根据生产实践经验可知,混凝土用砂细度模数的选择和混凝土的坍落度和胶凝材料用量有很好的相关性。

目前,混凝土企业用石主要有卵石和碎石两种。一般来说,卵石的表面光滑、棱角少,比表面积和空隙率都较小,配制混凝土时用水量较少就可以达到设计要求的坍落度,但与水泥浆体的粘结力较差;碎石的表面粗糙、有棱角,要达到设计要求的坍落度,用水量较高,但碎石与水泥浆体的粘结力较好。


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