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本文選自《商品混凝土》雜志2024年第4期
關(guān)于對(duì)普通混凝土中總粉量的理解和應(yīng)用
向叢海,孫凡成
[摘要]本文通過(guò)試驗(yàn)分析了砂的總含粉量對(duì)混凝土性能的影響,并通過(guò)具體實(shí)例給出了具體的調(diào)整思路。
[關(guān)鍵詞]普通混凝土;總粉量;拌合物粘聚性;保水性
在設(shè)計(jì)計(jì)算各等級(jí)混凝土?xí)r,膠凝材料﹑粗骨料﹑細(xì)骨料﹑外加劑﹑用水量等參數(shù),都可推導(dǎo)出來(lái)并進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)整。然而,和易性三要素中的流動(dòng)性好調(diào),但粘聚性和保水性往往差強(qiáng)人意。粘聚性和保水性過(guò)高或過(guò)低,都會(huì)影響混凝土的效果,如澆筑后出現(xiàn)泌水離析分層,或表硬內(nèi)軟的溏心混凝土,甚至影響強(qiáng)度和導(dǎo)致開(kāi)裂。試驗(yàn)技術(shù)人員在發(fā)現(xiàn)這方面的隱患問(wèn)題時(shí),應(yīng)該調(diào)整砂率還是砂與混合摻合料呢?各等級(jí)混凝土的配料量化控制中應(yīng)達(dá)到多少為佳?除了標(biāo)準(zhǔn)中常用幾個(gè)數(shù)據(jù)的控制,還有沒(méi)有其他重要影響因素?筆者認(rèn)為,含砂粉的總粉量也是不能輕視的一個(gè)重要影響因素,理解總粉量的意義和合理控制,才能夠比較全面有效地調(diào)整各材料用量,生產(chǎn)出符合設(shè)計(jì)要求的理想混凝土。
砂的總含粉量對(duì)混凝土性能的影響
在混凝土各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中,只提到膠凝材料總用量不宜多于某數(shù)值,或砂含粉不宜超過(guò)某數(shù)值,或混凝土中含0.15mm以下或0.315mm以下的不宜少于某數(shù)值,無(wú)明確規(guī)定混凝土中具體的控制數(shù)據(jù),靈活度有點(diǎn)過(guò)大。筆者總結(jié)自己的經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為混凝土中的總粉量,應(yīng)該是0.08mm以下的所有粉,包括所有膠凝材料和砂中含0.08mm以下的所有砂粉,用這樣定義的固定總粉量來(lái)調(diào)整相關(guān)配合比參數(shù),其施工和易性和穩(wěn)定性比較好。
我公司試驗(yàn)室做試驗(yàn)進(jìn)的各種原材料,包括O42.5水泥﹑Ⅱ級(jí)粉煤灰﹑25mm碎石﹑減水劑。檢測(cè)各材料的相關(guān)性能指標(biāo),都達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。試驗(yàn)用人工砂有兩種中砂,一種中砂(記作 ① 砂),0.08mm以下的砂粉含量14%;另一種中砂(水洗砂,記作 ② 砂)含砂粉5%,兩種砂都是面干狀態(tài)。
按規(guī)程計(jì)算得普通混凝土C30配合比見(jiàn)表1。
試驗(yàn)室試拌30L,拌合物的初始坍落度225mm,料漿多,太粘,感覺(jué)與C40混凝土拌合物狀態(tài)相似,表面不泌水。強(qiáng)度試驗(yàn)成型標(biāo)養(yǎng),28天齡期平均強(qiáng)度33.5MPa
當(dāng)天按照表1配合比試配后,發(fā)現(xiàn)拌合物粘聚性和保水性過(guò)強(qiáng),復(fù)核配合比,計(jì)算0.08mm以下總粉量為:
300 + 60 + 85014% = 479(kg)
于是調(diào)整試驗(yàn)配合比,見(jiàn)表
計(jì)算0.08mm以下總粉量為:
300 + 60 + 40014% + 4605% = 439(kg)
試拌30L,拌合物情況:初始坍落度215mm,目測(cè)粘聚性好,拌合物周邊有約2mm寬的少量漿水,無(wú)明顯泌水。
拌合物情況,間接表明了保水性合適。強(qiáng)度試驗(yàn)成型標(biāo)養(yǎng),28天齡期平均強(qiáng)度37.3MPa
通過(guò)C30試驗(yàn)比較,得到結(jié)論,砂中0.08mm以下的砂粉含量,相當(dāng)于摻入了非活性材料,對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響很大,過(guò)量或不夠量的總粉,對(duì)和易性影響也很大。把砂中0.08mm以下的砂粉含量計(jì)入總粉中,應(yīng)成為混凝土設(shè)計(jì)時(shí)考慮的因素,也是混凝土調(diào)整配合比時(shí)不能忽略的。
總粉量的調(diào)整
明白各等級(jí)混凝土各自相對(duì)應(yīng)的合適總粉量,才能在調(diào)整配合比時(shí)做到量化控制。
通過(guò)上述C30試驗(yàn),得到C30含砂粉總粉量為439kg,試驗(yàn)效果比較好,那么其他強(qiáng)度等級(jí)的普通混凝土,合適的含砂粉的總粉量應(yīng)該多少合適?筆者用當(dāng)?shù)卦牧?,?/span>C30試驗(yàn)調(diào)整方法,在試驗(yàn)室對(duì)普通混凝土C15C50進(jìn)行了大量類似的試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)(不再列舉),得到各等級(jí)混凝土各自相對(duì)應(yīng)的合適的含砂粉總粉量。材料不同,數(shù)值不盡相同,但差別不大。試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。
得到總粉量范圍后,在設(shè)計(jì)和調(diào)整時(shí),把各強(qiáng)度等級(jí)相對(duì)應(yīng)的總粉量設(shè)定為基本固定常數(shù),推算配合比時(shí),檢查是哪個(gè)因素欠缺就作相應(yīng)的調(diào)整,這樣才能使配合比從內(nèi)在到外在,始終保持一致,從而保證質(zhì)量。
例:檢查表4中的C40普通混凝土的總粉量是否合適。
計(jì)算1#配合比中0.08mm以下總粉量:
390 + 60 + 7605% = 488(kg)
其結(jié)果在總粉表的范圍內(nèi),說(shuō)明配合比無(wú)明顯缺陷,拌合物如有差別,就要尋找其他原因了。
計(jì)算2#配合比中0.08mm以下總粉量:
390 + 60 + 76014% = 556(kg
其結(jié)果在總粉表的范圍外,根據(jù)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),可以看出配合比有明顯缺陷,這樣的拌合物料極粘稠,且在較高溫施工時(shí)易板結(jié);同時(shí)減水劑量和用水量必然升高??偡鄢^(guò)范圍,相當(dāng)于有過(guò)高的非活性材料摻入,使強(qiáng)度值可能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,從而造成工程質(zhì)量事故,故應(yīng)提前全面的審查各種原材料的檢測(cè)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)情況,發(fā)現(xiàn)隱患,及時(shí)調(diào)整配合比。
在試驗(yàn)中,減加劑的減水率也受總粉量的影響很大,總粉量過(guò)多或過(guò)少,減水率也相應(yīng)多加或減少,變化大。當(dāng)總粉量相對(duì)穩(wěn)定時(shí),減水率也相對(duì)穩(wěn)定可控,拌合物的和易性和構(gòu)件強(qiáng)度也穩(wěn)定。
很多工地出現(xiàn)過(guò)質(zhì)量問(wèn)題,如混凝土構(gòu)件實(shí)體強(qiáng)度達(dá)不到或開(kāi)裂,就有部分因素是總粉量不定量造成的。出了問(wèn)題,聯(lián)合調(diào)查生產(chǎn)配合比,又無(wú)發(fā)現(xiàn)異常變化,檢秤和抽檢各材料也是合格,讓人覺(jué)得莫名其妙。其實(shí)可能是砂堆分層,或取樣代表性差,導(dǎo)致混凝土中含砂粉的總粉量在悄悄的變化,引起了拌合物的內(nèi)在變化而未知,尤其是有的混凝土實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)富余系數(shù)不高,加上水泥強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果滯后,出現(xiàn)問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)極大。又有人曾經(jīng)質(zhì)疑,砂細(xì)度模數(shù)太細(xì),是問(wèn)題的關(guān)鍵,可標(biāo)準(zhǔn)砂細(xì)度模數(shù)只有2.3,膠砂強(qiáng)度可高達(dá)60MPa以上,可見(jiàn)砂細(xì)也不是主要因素,主要是混凝土含總粉太多或不足。
結(jié)語(yǔ)
影響混凝土質(zhì)量的因素比較多,總粉量只是一方面,各地的材料情況不同,甚至差別很大,要從不同角度去尋找其中規(guī)律,因地用材。配合比不是死配方,整合的概念始終存在,盡管講究性價(jià)比或想方設(shè)法優(yōu)化其性能,配合比的合適、合理的原則沒(méi)變,配合比中各材料內(nèi)部的潛在變化也應(yīng)該是合適的和可控的,混凝土的質(zhì)量才會(huì)有穩(wěn)定和保證。
以上是筆者多年在普通混凝土試驗(yàn)研究和實(shí)踐總結(jié)中,對(duì)混凝土中含砂粉的總粉量的理解及實(shí)際應(yīng)用,供同仁參考和指導(dǎo)。
供稿人:向叢海,孫凡成
編輯員:李海亮
審核人:孫繼成,寧夏
【標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范】
《建筑固廢再生砂粉應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》行標(biāo)
《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術(shù)規(guī)程》CECS
《預(yù)拌混凝土使用說(shuō)明書(shū)》團(tuán)標(biāo)
《砂漿和混凝土用石屑》團(tuán)標(biāo)
《預(yù)拌混凝土產(chǎn)品質(zhì)量追溯規(guī)范》團(tuán)標(biāo)
【會(huì)議培訓(xùn)】
2025全國(guó)混凝土行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展與廢棄物資源再生技術(shù)交流大會(huì)
第十屆全國(guó)建筑固廢和余泥渣土處理及資源化利用大會(huì)暨中國(guó)砂石協(xié)會(huì)建筑固廢利用分會(huì)年會(huì)
2025第二十一屆全國(guó)商品混凝土可持續(xù)發(fā)展論壇暨2025中國(guó)商品混凝土年會(huì)
預(yù)拌(商品)混凝土應(yīng)用技術(shù)和工藝技能線上培訓(xùn)
混凝土(砂漿)試驗(yàn)檢測(cè)方法實(shí)操教學(xué)線上培訓(xùn)
【咨詢服務(wù)】
預(yù)拌混凝土質(zhì)量追溯研究
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[綠滿庭院]《HJ建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)自保溫技術(shù)體系》推廣等
【建材“雙碳”業(yè)務(wù)】
低碳膠凝材料研發(fā)與制備
復(fù)合摻合料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)與制備
建筑垃圾處置與資源化利用
建筑垃圾再生砂粉應(yīng)用技術(shù)
建筑垃圾再生輕粗骨料技術(shù)
碳化再生骨料制備技術(shù)
【期刊著作】
《新技術(shù)在混凝土中的應(yīng)用》圖書(shū)
《常見(jiàn)預(yù)拌混凝土質(zhì)量事故分析百例》圖書(shū)
《預(yù)拌混凝土企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)室建設(shè)指南》圖書(shū)
混凝土技術(shù)發(fā)展中心(以下簡(jiǎn)稱“中心”)隸屬建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所,主要職能是跟蹤分析和研究國(guó)內(nèi)外混凝土行業(yè)科技前沿動(dòng)態(tài),為全國(guó)混凝土行業(yè)開(kāi)展技術(shù)服務(wù)工作,包括出版技術(shù)期刊、研究制定標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)展技術(shù)咨詢、舉辦技術(shù)會(huì)議、承擔(dān)行業(yè)培訓(xùn)、從事認(rèn)證評(píng)價(jià)和開(kāi)發(fā)研究等,中心是建材情報(bào)所主要業(yè)務(wù)部門之一。中心擁有員工10人,其中博士3人,正高職稱3人,副高職稱4人。中心掛靠的行業(yè)協(xié)會(huì)分支機(jī)構(gòu)包括中國(guó)散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會(huì)混凝土專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會(huì)預(yù)制建筑產(chǎn)業(yè)專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)砂石協(xié)會(huì)建筑固廢利用分會(huì)、建筑材料工業(yè)技術(shù)情報(bào)研究所雙碳研究中心。依托中心成立的平臺(tái)有預(yù)拌混凝土質(zhì)量追溯公共服務(wù)平臺(tái)、混凝土行業(yè)數(shù)字化服務(wù)平臺(tái)、中國(guó)商品混凝土行業(yè)企業(yè)專家委員會(huì)(擁有200余名行業(yè)一線專家)、北京砼享未來(lái)工程技術(shù)研究院(會(huì)員制技術(shù)和管理服務(wù))。
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