混凝土生产中的砂率调整
发布时间:2023-01-31   浏览:2090次

    砂率的变化,会改变混凝土中集料的总表面积,改变集料的空隙率,从而对混凝土的各方面性能产生很大影响。
    砂率对新拌混凝土和易性的影响非常显著;
    在胶凝材料用量和水灰比一定的条件下,由于砂子与水泥浆组成的砂浆在粗集料间起到润滑和滚珠作用,可以减小粗集料间的摩擦力。当砂率过小时,砂浆不足以填充粗集料的空隙,不能保证粗集料间有足够的砂浆层,不能起到润滑和滚珠作用,混凝土流动度小,粘聚性和保水性差,混凝土拌合物粗涩、松散,易发生离析现象。随着砂率增大,砂浆填充粗集料的空隙,还能保证集料间有一定厚度的砂浆层以便减小粗集料的滑动阻力,起到润滑和滚珠作用,混凝土流动性增大,同时混凝土粘聚性和保水性增加。砂率继续增加,由于砂子的比表面积比粗集料大,粗细集料的表面积增大,在水泥浆用量一定的条件下,集料表面包裹的浆体减薄,润滑作用下降,使混凝土流动性降低。所以砂率过大超过一定范围,流动性随砂率增加而下降,且当浆体不足以包裹集料表面时,则粘聚性也反而下降。
    在用水量和水灰比(即水泥浆量)一定的前提下,能使混凝土拌合物获得最大流动性,且能保持良好粘聚性及保水性的最小砂率,称其为合理砂率,当采用合理砂率时,在用水量及水泥用量一定的情况下,能使混凝土拌合zhuan物获得最大的流动性且能保持良好的粘聚性和保水性,或者,当采用合理砂率时,能时混凝土拌合物获得所要求的流动性及良好的粘聚性与保水性,对泵送混凝土则为获得良好的可泵性,而 水泥用量为最少。

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02影响混凝土砂率的因素

    正是因为混凝土是个多种原材料组成的不均勻体,所以基本上所有的组成材料对混凝土和易性都会产生影响,从而对混凝土的合理砂率都有所影响。
    但因为水泥、掺合料、外加剂等原材料的质量对比砂石而言相对稳定,它们对混凝土砂率的影响在配合比设计阶段已经考虑,而砂石的质量很难保证长时间的稳定,常常会出现生产阶段的砂石料与配合比设计时考虑的砂石料不一样,所以本文主要关注砂石变化时,如何快速准确的调整砂率。

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03合理砂率的确定

    合理砂率是指砂子填满石子空隙并有一定的富余量,能在石子间形成一定厚度的砂浆层,以减少粗集料间的摩擦阻力,使混凝土流动性达最大值。或者在保持流动性不变的情况下,使水泥浆用量达最小值。
    因此可以在混凝土配合比其他条件相同的情况下,选择数种不同砂率拌制的混凝土拌合物,测定其坍落度,检查其和易性,其中粘聚性、保水性适宜、坍落度最大的一种拌合物的砂率即是合理砂率。
    而在混凝土生产阶段,即使砂石等原材料发生了些变化,与设计时使用的不太一样,也不太可能有时间去通过大量试验寻找合理砂率。那么,这时就需要根据砂石等的情况,迅速找到相对合理的砂率,再根据生产的混凝土拌合物实际情况进行微调。

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04砂子种类、细度模数、含泥量的影响和调整

    砂子的细度变化,对混凝土的和易性会产生影响。当细度模数变大时,混凝土坍落度会增加,粘聚性和保水性变差,到一定限值时,混凝土会离析;当细度模数变小时,粘聚性和保水性变好,混凝土坍落度会减小。这时就需要对砂率进行调整,根据经验,当细度模数每增加0.1时,砂率增加0.5%〜1.0%;当细度模数每降低0.1时,砂率降低0.5%〜1.0%。
    当使用两种不同的砂子级配使用时,混合砂细度模数可简易按照加权平均值计算:
例:砂1细度模数2.7,用量40%,砂2细度模数1.8,用量60%,混合砂细度模数为2.34。
    砂子含泥量大小也会对混凝土和易性产生影响,从而影响合理砂率,砂子含泥量提高或降低1%,砂率应降低或提:0.5%〜1%。
    机制砂,通常颗粒尖锐,多棱角,表面粗糙,在混凝土中起到的润滑、滚珠作用较差,因此宜与天然砂混合使用,砂率适当提高1%〜2%。

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05石子种类、大小、粒级、针片状总含量的影响和调整

    石子的大小、颗粒级配、针片状总含量等也直接影响着粗集料的空隙率,从而影响混凝土的砂率。
    石子最大粒径变大(连续级配),其空隙率减小,砂率应相应减小,石子最大粒径变小,砂率应相应增加。当石子最大粒径每增加或减小一个等级,砂率应相应降低或提高1%;
    当石子为单粒级时,空隙率增加,砂率应提高1%〜2%;当石子针片状含量时,空隙率增加,砂率应提高1%〜2%;
    这里需要注意的是,当石子最大粒径较大时,石子通常为单粒级,最好用二种以上大小石子级配使用。
    卵石和破碎卵石颗粒形状好,针片状少,粗集料间的摩擦力小,需要用来润滑的砂浆少,因此可以降低砂率。当使用卵石时,应适当降低砂率3%;当选用破碎卵石时,降低砂率1%,2%。

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06混凝土坍落度的影响和调整

    混凝土坍落度对砂率的影响,也是技术人员常常忽略的一个问题。许多技术人员在混凝土生产时,不管混凝土坍落度大小,不管坍落度要求是150mm,还是200mm,只要混凝土强度一样,就是一个配比、一个砂率。
    混凝土砂率应该根据混凝土不同坍落度要求,相应调整:坍落度每增加20mm,砂率增加1%;坍落度每减小20mm,砂率降低1%。
    当混凝土坍落度损失较大时,为了保证到场混凝土的坍落度,先放大出机坍落度,这时还应该考虑的是以现场的混凝土坍落度大小来决定砂率,不然有可能是出机混凝土砂率合适,但经过坍落度损失,现场混凝土砂率偏大,造成混凝土流动性差。

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07砂子含石率的影响和调整

    在现实生产中,砂子中常常含有小卵石,并且常常是一批一批不一样,如果不考虑砂含石问题,会使得混凝土实际砂率不合理。当砂子由不含石变成有含石或含石率由小变大时,混凝土砂率偏低,混凝土粘聚性和保水性较差;而当砂子由含石变为不含石或含石率由大变小时,混凝土砂子砂率偏高,混凝土坍落度变小,坍落度损失增加。
    标准中没有含石率的定义。标准中定义砂子的公称粒径小于5.00mm,砂颗粒级配规定5.00mm累计筛余为0%~10%。如何来确定含石率呢,各个企业各个技术人员不统一,且容易出现错误。
    在此建议建立企业的技术文件予以规定含石率定义和试验方法。现提供一种含石率的确定方法。试验以称取干砂1000g,用9.5mm和4.75mm的方孔筛手筛,计算筛余率,将9.5mm的筛余率加上4.75mm的筛余率超过5%的部分,作为含石率(注意,此时含石率计算的基准是全部砂子,与含水率计算不一样)。
    确定含石率后,调整也就是将砂子中的石子部分当做石子。例如一配比中砂子750kg,石子1050kg,砂子含石率8%,那么调整后的砂子用量为:750/(1-8%) =815kg;石子用量为1050-(815-750)=985kg。
    如上,含石率的调整和砂率调整的结果一样,无外乎砂石总量不变,调整砂石的比率,但是必须注意到这两种调整的内涵不一样。