細砂拌制混凝土時,有時會出現混凝土拌合物粘聚性較大,流動性較差,粘稠或者混凝土拌合物粘聚性差、發散,砂漿無法填滿骨料之間的孔隙,并出現分層離析,難以振搗密實。造成這種現象的原因有:
2、骨料級配較差,空隙率較大,砂率使用不合理。砂率較小時,砂漿填充粗骨料空隙后,剩余量不足,拌合物流動性差;砂率過大時,砂比表面積較大,漿體包裹骨料表面厚度變薄,粘聚性差、發散?;炷僚浜媳鹊氖又袘尤胝技毶坝昧康?5%~25%、粒徑2.5mm~10mm的細石取代等量的細砂,改善骨料級配。
在細砂混凝土生產中,通常會采用提高外加劑摻量來控制用水量,生產中使用的泵送劑通常復配有緩凝、引氣等組分,外加劑用量的提高,也相應造成緩凝、引氣組分用量的增加。遇到氣溫驟降時,常常會因為緩凝成分過高造成混凝土凝結時間延長。含氣量的增加,也會造成混凝土強度的降低。
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使用特細砂配制混凝土時,應選用泥含量低,雜質含量低干凈的砂,同時可以參考或者遵循以下基本原則。
1、適當降低砂率
砂率的大小對混凝土拌合物的和易性具有重要的影響,砂率隨細度模數的減小而降低。細度模數減小,砂的顆粒變小,較小粒徑的顆粒更容易填充粗骨料顆粒間的空隙,較少的砂就可以進行有效填充,因此,細度模數變小,砂率應適當降低。
此外,砂細度模數變小,比表面積增加,如果砂率不變,將導致拌合物粘度增加,流動性變緩,流動速率降低,混凝土的收縮性變大,大大增加了開裂的概率。砂的細度模數為1.4時,要比砂率為2.6的中砂砂率要低7%~13%。
2、適當增大膠凝材料用量
特細砂的缺點是比表面積較大,含泥量較高,與用中砂配制的混凝土相比較來說,水泥用量與膠凝材料的用量要高。一般來說,水泥用量要提高20kg/m?左右。
3、盡量降低混凝土坍落度
特細砂細顆粒多、比表面積大,在漿體不變時,混凝土粘聚性差,混凝土澆筑、振搗后容易出現泌水和反砂的現象,影響混凝土施工質量。特細砂中粗顆粒較少,與粗骨料組成混合骨料時,中間級配缺失,混凝土流變性較差,坍落度大時容易造成漿石分離。此外,混凝土坍落度增加,將造成膠凝材料用量增加,混凝土收縮增大,開裂風險增加。因此,使用特細砂時應遵循低砂率的原則。
4、適當提高外加劑用量控制用水量
特細砂細顆粒多,比表面積大,拌制混凝土時,相同坍落度用水量較中粗砂高,易給人造成細砂混凝土的強度低于中粗砂混凝土強度。在使用特細砂時,應適當增加外加劑用量保持混凝土用水量不變。
(二)特細砂對混凝土性能的的影響
1、特細砂對混凝土強度的影響
特細砂混凝土的強度影響的因素和中粗砂混凝土強度影響因素一致,主次順序為:水膠比>
礦物摻合料摻量>減水劑摻量>砂率>粗骨料級配。水膠比依然是影響混凝土強度的主要因素,控制特細砂混凝土強度的有效途徑是使用外加劑控制用水量。特細砂混凝土的強度隨砂率變化,先增加后降低,存在最佳砂率。
2、特細砂對混凝土塑性收縮的影響
特細砂細度模數越小,比表面積越大,配制的混凝土收縮越大,越容易產生裂縫。特細砂混凝土的砂率由小增大的過程中,混凝土裂縫面積先降后升,砂率不能過大或過小,存在最優砂率。影響混凝土塑性收縮的環境因素依次是:表面溫度>表面風速>環境溫度>空氣相對濕度>混凝土澆筑溫度,使用特細砂混凝土要加強養護工作。
3、特細砂對混凝土干燥收縮的影響
混凝土早期的干燥收縮隨水膠比的增大而增大,后期收縮則隨著水膠比的減小而增大。降低特細砂混凝土砂率,增加粗骨料用量有利于提高混凝土的體積穩定性,提高混凝土的抗裂性能。在特細砂混凝土中摻加盡可能多的大粒徑石子,降低混凝土后期干燥收縮。
?。ㄈ┩ǔ?梢酝ㄟ^以下途徑提高特細砂混凝土性能,控制混凝土裂縫
1、摻加石屑或中砂,改善特細砂的顆粒級配,降低空隙率和比表面積。
2、采用高效減水劑或復合減水劑,大幅度減少混凝土用水量。
3、摻入混合材,如火山灰、大摻量粉煤灰,以節約水泥、加速水泥水化、改善混凝土性能、提高混凝土強度。特別是利用優質粉煤灰。品質優良的粉煤灰,顆粒細,玻璃微珠含量高,具有較高活性。摻用優質粉煤灰不增加混凝土用水量或還可以減少用水量,可顯著改善和易性和硬化混凝土性能。
4、采用低熱微膨脹水泥或加入膨脹劑以補償特細砂混凝土的收縮。
5、加強養護,特別是混凝土的早期養護。
6、采用摻加纖維的方法,增強混凝土抗裂性能。
五、特細砂混凝土分層原因分析
1、固體粒子的粒徑對特細砂混凝土分層的影響
固體粒子的運動速度與其粒徑的平方成正比,因此,固體粒子的粒徑無疑是影響特細砂混凝土分層的主要因素。粒徑越大,特細砂混凝土的分層越嚴重。
2、集料顆粒形狀和表面狀態對特細砂混凝土分層的影響
對于混凝土而言,主要不在于知道顆粒的個別外形,而是要知道由不同形狀的顆粒所組成的整體集料的某些特征。特細砂的形狀為球形或蛋形,表面圓滑。由此形成的水泥砂漿的流動性好,潤滑作用顯著,易造成石子的下沉。集料顆粒形狀和表面狀態對特細砂混凝土分層的影響較大。
3、粗集料級配對特細砂混凝土分層的影響
粗骨料的級配有連續級配和間斷級配兩種。連續級配是按顆粒尺寸由小到大連續分級,每級骨料都占有一定比例,顆粒上、下限粒徑之比接近2。間斷級配是人為剔除某些中間粒級顆粒,顆粒上、下限粒徑之比接近6。間斷級配的混凝土比連續級配的混凝土更容易出現分層現象。
4、水泥對特細砂混凝土分層的影響
水泥作為特細砂混凝土中重要的膠凝材料,與特細砂混凝土的泌水分層性能密切相關。水泥的凝結時間、細度、顆粒分布及礦物成分、品種等都會影響混凝土的泌水分層性能。水泥的凝結時間越長,所配制的混凝土凝結硬化時間就越長,混凝土中的固體顆粒沉降的時間就越長,混凝土越易分層。
5、配合比對特細砂混凝土分層的影響
特細砂混凝土配合比設計過程中的三個重要參數,即單位用水量、水灰比和砂率,對它的分層都有很大影響。
(1) 混凝土單位用水量的影響
水泥漿賦予混凝土拌和物一定的流動性。在水灰比不變的情況下,單位體積內水泥漿愈多,混凝土拌和物的流動性愈大。若水泥漿過多,將會出現流漿現象,使混凝土拌合物的粘聚性變差。無論是水泥漿的多少,還是水泥漿的稠度,對混凝土拌合物流動性起決定性作用的是用水量。因為提高水灰比或增加水泥漿的用量,最終都表現為混凝土用水量的增加。
(2) 混凝土水灰比的影響
水灰比決定水泥漿的稠度。在水泥用量不變的情況下,增大水灰比會使拌合物的流動性加大。如果水灰比過大,會造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良而產生流漿、泌水、離析分層現象,嚴重影響混凝土的強度。
(3) 砂率的影響
砂率是指混凝土中砂的用量占
砂石總量的百分率?;旌狭现?,砂是用來填充石子的空隙。在水泥漿一D的條件下,若砂率過大,則骨料的總表面積及空隙率增大,混凝土混合物就顯得干稠,流動性小。若砂率過小,砂漿量不足,不能在粗骨料的周圍形成足夠的砂漿層起潤滑和填充作用,也會降低混合物的流動性,使混凝土拌合物顯得粗澀,粗骨料離析,水泥漿流失。
6、外加劑和摻合料對混凝土分層的影響
特細砂比表面積大,水泥用量大,水化熱高。因此,常在特細砂混凝土中加入外加劑和摻合料。對一些有大流動要求的混凝土,如泵送混凝土,通常采用摻減水劑和泵送劑的辦法,可以改善混凝土的工作性,但是必須是適量的。如果減水劑摻得過多,會使混凝土在施工時,產生嚴重的分層現象。摻加混合材料,如Ⅱ級以上的。
7、施工方法對混凝土分層的影響
(1) 澆筑方法的影響。泵送混凝土的分層與泵送工藝有直接關系。泵送混凝土在壓力下,骨料容易沉降而分層。
(2) 過振也是產生分層的一項不可忽視的因素。在一處振搗時間過長是不利的,它將引起材料的離析分層,特別是單位用水量大的混凝土,更為明顯。對已澆筑的混凝土,在終凝前進行二次振搗,可排除混凝土因泌水在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分,提高粘結力和抗拉強度,并減少內部裂縫與氣孔,提高抗裂性。
(3) 混凝土的運輸距離遠,攪拌時間長,易產生分層?;炷猎谳斔秃蜐仓^程中,從過高的地方沿溜槽滑下,會加劇離析分層的發生。同一配比的混凝土,澆筑高度越高,分層幾率越高。