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砂的主要技术指标及其合理应用

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砂的主要技术指标及其合理应用

分类:
行业资讯
作者:
广州恒德
来源:
网络转载
发布时间:
2021/03/12 15:26
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【摘要】:
砂子的主要技术指标,并对其合理利用,对混凝土生产企业和研究人员具有指导意义

  本文介绍了砂子的主要技术指标,并对其合理利用作了较为详细的说明,对混凝土生产企业和研究人员具有指导意义。

  1 砂的主要技术指标

  粒径为0.16~4.75mm的集料称为细集料,简称砂。混凝土用砂分为天然砂和人工破碎砂。

  天然砂是建筑工程中的主要用砂,它是由岩石风化所形成的散粒材料,按来源不同分为河砂、山砂、海砂等。山砂表面粗糙、棱角多,含泥量和有机质含量较多。海砂长期受海水的冲刷,表面圆滑,较为清洁,但常混有贝壳和较多的盐分。河砂的表面圆滑,较为清洁,且分布广,是混凝土主要用砂。

  人工破碎砂是由天然岩石破碎而成,其表面粗糙、棱角多,较为清洁,但砂中含有较多片状颗粒和细砂,且成本较高,一般在缺乏天然砂时使用。

  1.1 砂的粗细与颗粒级配

  砂的粗细是指砂粒混合后的平均粗细程度。砂的颗粒级配是指大小不同颗粒的搭配程度。

  砂的粗细和颗粒级配通常采用筛分析法测定与评定,既采用一套孔径为4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mm的标准筛,将500g干砂由粗到细依次筛分,然后称量每一个筛上的筛余量,并计算出各筛的分计筛余百分率和累计筛余百分率。筛余量、分计筛余百分率、累计筛余百分率的关系见表1-3-1。

  表1-3-1  筛余量、分计筛余百分率、累计筛余百分率的关系

砂的主要技术指标及其合理应用

  标准规定,砂的粗细程度用用细度模数μf来表示,计算式如下:

砂的主要技术指标及其合理应用

  细度模数越大,表示砂越粗。标准规定μf=3.7~3.1为粗砂, μf=3.0~2.3为中砂,μf=2.2~1.6为细砂,μf=1.5~0.6为特细砂。

  砂的级配用级配区来表示。砂的级配区主要以0.60mm筛的累计筛余百分率来划分,并分为三个级配区,各级配区的要求见表1-3-2。混凝土用砂的颗粒级配应处于三个级配区的任何一个级配区内。除0.60和4.75筛的累计筛余外,其它筛的累计筛余允许稍有超出分界线,但其总量百分率超出不得大于5%。

  表1-3-2   砂的颗粒级配区范围

砂的主要技术指标及其合理应用

  1.2 含泥量及泥块含量

  粒径小于0.075mm的黏土、淤泥、石屑等粉状物统称为泥。块状的黏土、淤泥统称为泥块或黏土块 (对于细集料指粒径大于1.2Omm,经水洗手捏后成为小于0.6Omm的颗粒;对于粗集料指粒径大于4.75mm,经水洗手捏后成为小于2.36mm的颗粒)。泥常包覆在砂粒的表面,因而会大大降低砂与水泥石间的界面黏结力,使混凝土的强度降低,同时泥的比表面积大,含量多时会降低混凝土拌合物流动性,或增加拌合用水量和水泥用量以及混凝土的干缩与徐变,并使混凝土的耐久性降低。泥块对混凝土性质的影响与泥基本相同,但危害更大。

  按《建筑用砂》(GB/T14684-2001)的规定,Ⅰ类砂含泥量小于1.0%,不得有泥块;Ⅱ类砂含泥量小于3.0%,泥块含量小于1.0%;Ⅲ类砂含泥量小于5.0%,泥块含量小于2.0%。

  《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52-2006)还规定,C60与C60以上的混凝土,砂中含泥量与泥块含量应分别不大于2.0%、0.5%;C55~C30的混凝土,砂中含泥量与泥块含量应分别不大于3.0%、1.0%;对C25及C25以下的混凝土,砂中含泥量与泥块含量应分别不大于5.0%、2.0%;对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的小于或等于C25的混凝土用砂,其含泥量与泥块含量应分别不大于3.0%、1.0%。

  2 砂子含泥对混凝土性能的影响

  2.1 砂子含泥对强度的影响

  泥的存在使集料界面由于没有水化的能力,既不能象水泥一样和集料相互结合产生强度;也不能象砂石一样在混凝土中起骨架作用,只相当于在水泥石中引入了一定数量的空洞和缺陷,增加了水泥石的空隙率,并且这些孔大多在几十到几百微米的范围内,甚至更大,严重影响水泥石的强度;泥质组分大幅度增加了混凝土的用水量,提高了混凝土的实际用水量,降低了外加剂的有效掺量,导致水泥石的强度降低。

  2.2 砂子含泥对外加剂的影响

  砂子中的含泥量较高时,由于含泥量实际是粘土质的细粉末,与胶凝材料具有相同的吸水性能,而在配合比设计时,没有考虑这些粉料的吸水问题,因此这些粘土需要等比例的水量才能达到表面润湿,同时润湿之后的粘土质材料也需要等比例的外加剂达到同样的流动性。这就是相同配比的条件下,当外加剂和用水量不变时,含泥量由2%提高到5%以上时,导致胶凝材料中外加剂的实际掺量小于推荐掺量,混凝土初始流动性变差、坍落度经时损失变大,为了实现混凝土拌合物的工作性不变,则外加剂的掺量增加。

  2.3 砂子含泥对砂率的影响

  砂子中的含泥量较高时,由于含泥量实际是粘土质的细粉末,与胶凝材料具有相同的吸水性能,而在配合比设计时,没有考虑这些粉料的数量问题,砂子的称量过程也没有考虑这些粉料的数量问题,因此使生产过程中实际的砂子用量小于配合比设计计算用量,使混凝土拌合物的实际砂率小于计算砂率,这就是相同配比的条件下,含泥量提高导致混凝土实际砂率降低使混凝土拌合物初始流动性变差、坍落度经时损失变大。

  3 砂子含水对混凝土性能的影响

  3.1 砂子含水对强度的影响

  砂子的饱和含水量为5.7%—7.7%,当砂子中的含水较高超过这一数值时,多余水分包裹在砂子表层形成一层水膜,砂子出现容胀现象,在配合比设计和生产的过程中,由于没有充分考虑这些水的问题,导致利用这种砂子配制的混凝土实际用水量大于配合比设计的计算用水量, 使混凝土拌合物的水胶比提高,混凝土拌合物出现离析泌水现象,工作性变差,混凝土凝固后由于这些多余水分蒸发,在混凝土内部形成大量孔隙,混凝土强度降低。

  3.2 砂子含水对外加剂的影响

  混凝土的生产中,外加剂通过计量系统首先进入混凝土拌和水中形成一种均匀的混合物,当砂子中的含水较高超过饱和含水量时,在混凝土生产的过程中,根据砂子含水量扣除了这些水,虽然混凝土总的用水量不变,但是通过计量系统称量进入搅拌机的水量减小,导致混凝土外加剂的有效掺量降低,混凝土拌合物初始流动性变差,经时损失变大。

  4 配合比设计用砂所需计算参数

  4.1 紧密堆积密度

  紧密堆积密度是混凝土配合比设计过程中需要采用的重要参数,对于质量均匀稳定的混凝土,砂子均匀且紧密地填充于石子的空隙当中,因此单方混凝土中砂子的合理用量应该为石子的空隙率乘以砂子的紧密堆积密度求得。

  4.2 含水率

  由于水泥检验采用0.5的水胶比,扣除水泥标准稠度用水,润湿标准砂所用的水介于5.7---7.7%之间,这个范围没有对水泥强度造成影响,在混凝土配比设计过程中,我们控制砂子用水的合理水量也在这个范围。

  4.3含石率

  砂子中的含石率较高时,由于石子是粗集料,砂子的称量过程没有考虑这些石子的数量问题,因此使生产过程中实际的砂子用量小于配合比设计计算用量,使混凝土拌合物的实际砂率小于计算砂率,这就是相同配比的条件下,含石率提高导致混凝土实际砂率降低使混凝土拌合物初始流动性变差、坍落度经时损失变大。因此在生产过程中必须及时检测砂子的含石率并及时调整计量秤。

  4.4 含泥量

  由于砂子的含泥量同时影响混凝土的工作性、强度、外加剂的适应性以及实际砂率,因此我们要求严格控制砂子的含泥量符合国家标准的指标。

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