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關于混凝土砂率若干問題,您了解多少?

更新時間:2020-10-20 09:14:11點擊次數:161次

一、 砂率過大過小的原因

SP= 砂的用量S/(砂的用量S+石子用量G)×100%是質量比

砂率的變動,會使骨料的總表面積有顯著改變,從而對混凝土拌合物的和易性有較大影響。
確定砂率的原則是:在保證混凝土拌合物具有的粘聚性和流動性的前提下,水泥漿最省時的最優砂率。砂率對和易性的影響非常顯著。 
? 對流動性的影響
在水泥用量和水灰比一定的條件下,由于砂子與水泥漿組成的砂漿在粗骨料間起到潤滑和輥珠作用,可以減小粗骨料間的摩擦力,所以在一定范圍內,隨砂率增大,混凝土流動性增大。另一方面,由于砂子的比表面積比粗骨料大,隨著砂率增加,粗細骨料的總表積增大,在水泥漿用量一定的條件下,骨料表面包裹的漿量減薄,潤滑作用下降,使混凝土流動性降低。所以砂率超過一定范圍,流動性隨砂率增加而下降。 
? 對粘聚性和保水性的影響
砂率減小,混凝土的粘聚性和保水性均下降,易產生泌水、離析和流漿現象。砂率增大,粘聚性和保水性增加。但砂率過大,當水泥漿不足以包裹骨料表面時,則粘聚性反而下降。 
? 合理砂率的確定
合理砂率是指砂子填滿石子空隙并有一定的富余量,能在石子間形成一定厚度的砂漿層,以減少粗骨料間的摩擦阻力,使混凝土流動性達最大值?;蛘咴诒3至鲃有圆蛔兊那闆r下,使水泥漿用量達最小值。和易性調整——確定基準配合比。
根據初步計算配合比配成混凝土拌合物,先測定混凝土坍落度,同時觀察粘聚性和保水性。如不符合要求,按下列原則進行調整: 
(1)當坍落度小于設計要求時,可在保持水灰比不變的情況下,增加用水量和相應的水泥用量(水泥漿)。 
(2)當坍落度大于設計要求時,可在保持砂率不變的情況下,增加砂、石用量(相當于減少水泥漿用量)。 
(3)當粘聚性和保水性不良時(通常是砂率不足),可適當增加砂用量,即增大砂率。 
(4)當拌合物顯得砂漿量過多時,可單獨加入適量石子,即降低砂率。砂率對輕集料混凝土力學性能的影響,砂率是影響高強輕集料混凝土工作性、表觀密度、強度和變形性能的主要因素之一。
采用合理砂率不僅可以增加輕集料混凝土的強度,還可以提高輕集料混凝土的流動性。高強輕集料混凝土強度隨砂率增大而出現波動,砂率在42%時,達到最大強度,無論砂率低于還是高于42%,強度均有所下降。這主要是由于在砂率低于42%時,粗集料之間的空隙未被填充密實,隨著砂率的提高,空隙率減少,混凝土更加密實,使強度得到提高;而砂率高于42%以后,隨著砂率的提高,粗集料的用量降低,細集料用量增大,而水泥用量卻沒有變化,使砂漿本身的密實程度降低,陶粒與水泥石之間的界面強化度和機械嚙合作用下降,混凝土破壞時,沿陶粒本身的破壞和界面破壞兩種形式同時存在,輕集料混凝土強度有所降低;而且過高的砂率很容易產生分層離析和泌水,導致輕集料混凝土穩定性降低,強度反而下降。
因此,在配制高強輕集料混凝土時,應注意合理砂率的選擇,以達到最優化的目的。 
? 怎樣調整砂率?
我們要測砂的含水和砂的含石,然后更具配合比進行調整。 
1、例如:“砂含水3.5%,含石20%,配比用砂856?,F用砂=配比用砂/(1-砂含石)(1-砂含水)856/80%.0.965 =856/0.772 =1108
從上面知道現在的砂的用量,砂中含石就在221左右,就是要不斷的根據現場的砂;石進行不斷的調整,每批砂石的含水量;含石量要不斷的測出來進行調整配合比。 
2、做砂的篩分析看看啥的級配如何
根據各個篩余量看看是幾區砂,“一區砂時,就提高砂率,足夠的水泥量滿足混凝土的和易性;如是二區砂就適當的降的砂率。 
3、砂的含泥量 
對抗凍,抗滲的要求更嚴格些, 含泥少對混凝土的和易性較好,但含泥高時就對強度有影響,你的需水量就大,無形之中水灰比就大了。
? 在水灰比不變的情況下降低塌落度應該增加砂率還是減少砂率?
如果現在是最佳砂率,增加砂率和減少砂率均能降低混凝土塌落度。如果現在不是最佳砂率,往偏離最佳砂率的方向調整砂率,會降低塌落度。原因在于:砂率已經高于最佳砂率,繼續提高砂率,會增大骨料的總表面積,潤滑細骨料單位表面積的水泥漿變少,混凝土會變稠,導致塌落度降低;反過來,砂率已經低于最佳砂率,再繼續降低砂率,粗骨料的空隙量變大,需要更多砂漿填充在粗骨料的空隙中,潤滑粗骨料單位表面積的砂漿變少,混凝土同樣會變稠,塌落度也會降低。其實,如果需要降低混凝土塌落度,最佳方法是保持水灰比不變(即保持強度不變),降低水泥用量(同時降低用水量),這樣可以降低混凝土的材料成本。
二、漿骨比與砂率的區別
1、漿骨比是決定體積穩定性的關鍵
漿骨比理論上代表了骨料間的水泥漿厚度,影響硬化混凝土體積穩定性。實際上,在材料級配較差或一般時,所需的漿體數量是不同的,漿骨比應與骨料的孔隙率、骨料表面織構、骨料表面吸水情況等因素有關。
a、水泥漿包裹在骨料的表面,包裹層越薄,混凝土體積穩定性越好;
b、漿骨比決定工作性能,各骨料顆粒間如果因無法用水泥漿包裹,產生機械嚙合,無法形成讓各種粒料產生剪切運動的滑動層,則工作性能差,流動性差;
c、漿骨比決定混凝土耐久性,如果沒有足夠的漿體填充骨料間的孔隙,則水化結構內的孔隙將增大,從而導致混凝土抗滲性降低,耐久性也降低;
d、骨料的孔隙率、比表面積決定漿骨比,必須由具體的材料來定漿骨比,而不是根據漿骨比來選材料,或者根據經驗來選漿骨比,否則無法兼顧工作性能和體積穩定性;
e、在不同的材料間,漿骨比不能設限,否則,工作性能無法保證;漿骨比大,只能說明骨料差;反過來,骨料差時必然選擇大的漿骨比;
f、高的工作性能,為保持流體的穩定性(不離析、不泌水),有時也需要較高的漿骨比。
2、砂率是決定骨料孔隙率的關鍵因素
a、砂率應由粗、細骨料級配來決定,最終目標是通過砂率的調整,得到最小的骨料孔隙率,最好的骨料配合,以降低漿體的需要;
b、砂率還需要根據工作性能的高低進行調整,高工作性能時就要選擇較大的砂率,反之亦然;
c、骨料(包括粗、細骨料)均可抑制水泥石的收縮,從而增加混凝土的體積穩定性。在相同水泥漿用量下,砂率對體積穩定性無影響,但對工作性能影響極大;
d、砂率大時,骨料的比表面積大,所需要的漿體量就大,以保證足夠的包裹來確保需要的工作性能。
三、級配砂石的拌合比例
案例:巖石地質條件
采用局部(僅挖深的軟弱層范圍)管井降水,挖除軟弱層,為防止地基卸載后的反彈,隨即澆筑了500-1300mm厚的C15素砼;并在基坑四周又設一道1000mm寬砼圍堰及邊坡錨噴支護。以防坑壁坍塌。
1、選定料廠做級配試驗
要使砂卵礫石壓實地基有較高的密度,填料必須滿足以下要求:
(1)填料級配良好:
(2)不均勻系數Cn≥5;
(3)曲率系數Cc=1-3;
(4)填料中大于5mm顆粒的含量在65-70%之間;
(5)最大粒徑不超過50mm;
(6)含泥量(小于0.1mm顆粒含量)要低于3%。
2、設計顆粒級配和控制干密度
將三種規格料:卵石、園礫、砂分別以4:3:3、 5:2:3、3.5:3:3.5的比例進行試配,然后進行相對密度試驗和顆分試驗,結果如下:
以4:3:3比例配合料較優越,其最小、最大密度比較高,以此比例作為設計配合比,經取樣、試驗,結果最大干密度為2.26g/cm3,最佳含水率6.0%,卵石占總量的40%,園礫占總量的30%,中粗砂占總量的30%。
3、壓實設備選擇
砂石填料宜采用自重大,頻率低的震動壓路機進行多遍碾壓。砂石填料獲得最大密實度是通過壓實設備以其自重和震動能量在填料面上作功的總和而產生的。震動壓路機必須選擇最佳的震動震幅和振動頻率,才能使砂石填料具有足夠的壓實運動時間,才能對級配良好的砂石填層產生最大的壓實作用。
根據現場的實際情況及以往的施工經驗,選用YZ-18型振動壓路機,限定碾壓行速≤30m/min。
4、確定施工參數
因工程緊臨洛河大堤,又處于河壩蓄水期,原設置的降水井點形成的降水漏斗很難滿足降水施工的要求,達不到地基規范要求的在干燥狀態下砂石換填的條件。為此,經有關專家結合施工現場實際研討論證,決定打破須在級配砂石必干燥狀態下施工的規范規定;采用水下作業,帶水鋪碾,并確保換填時基底水深不得大于300mm的要求(含水深300mm);施工時第一層虛鋪厚度800mm;第二層及以上各層虛鋪厚度300mm;18T震動壓路機均勻震動碾壓8-10 遍。
5、施工:
填充料在料場用裝載機按4:3:3比例進行人工拌合,拌合遍數不小于3遍,然后裝入翻斗汽車運入坑底,填料進入坑底后用推土機刮平,振動壓路機碾壓,碾壓時先壓長邊,后壓短邊,先靜壓兩遍,然后振動碾壓8遍,保證基坑覆蓋面均勻獲得8-10遍的壓實要求,邊角壓路機壓不到部位用蛙式打夯機補振。鋪筑工作從低處向高處水平狀分層填筑,每層內不留施工縫。
? 施工過程中壓實系數檢測:
因碾壓后的級配砂礫石用環刀取樣有困難,實際操作時根據規范要求采用級配純砂預埋取樣點,在同條件下碾壓后,用容積不小于200cm3的標準環刀壓入碾壓層1/3-2/3的深度內取樣測定干密度;所有試驗點的壓實系數在0.96-1.06之間,滿足設計要求。
? 靜壓試驗:
基坑回填至設計標高后,選取3個試驗點,用直徑為1.1m,面積約0.95m2的壓板,在砂石填層頂面3個試驗點分別加載,當各點加載量達到1000Kpa;均未達到極限荷載,此時的地基承載力特征值為500Kpa。
級配砂石的辦和比例按照設計要求配比。如果設計不能詳細交代,在參加圖示會審的時候要提出來,以免在后來的施工中扯皮。
級配砂石一般是作地基處理用的,因此不同的設計要求不一樣,主要是根據地基的承載力、上部建筑物的荷載、以及建筑物的重要性來確定。
我做過的關于用級配砂石地基處理的幾種:純砂墊層、1:1級配砂石墊層、石子:砂子=7:3、級配碎石墊層、石子:砂子=3:7墊層等等,不一而足。
從純理論研究來說:如果采用級配砂石就需要砂和石子的各自的級配做出來,然后將砂石混合的級配按照要求配合,在條件一樣的情況下,密度最大的一組就是最合適的一組。級配砂石施工完成以后,還要進行現場取樣試驗,在取樣試驗合格的基礎上,還要做靜載試驗,靜載試驗合格才算這道工序完成。
取樣有預埋純砂點的方法,還有等體積代換法取樣,直接在級配砂石中取樣,隨后用塑料袋鋪在已經挖出的取樣坑內,用量杯量水倒入,直至水和坑口一致,似乎要對外溢出水時,讀出量杯的數據,數據相加就是挖出的體積數。直接取樣比較真實,一般我們這里都是這樣做的。
四、砂級配不合格如何處理?
如果是大顆粒少,那么就要降低砂率適當提高膠凝材料;如果是小顆粒的少,則可以添加粉煤灰等等補充一下。
過粗的砂子適當擴大砂率,過細的砂子適當降低砂率。砂子只要含泥量不是太高,其它的指標相對影響的小,主要實驗保證強度就可以了。