水利工程中砂石骨料对混凝土性能的影响分析

杨迪

摘 要：在水利工程施工中，混凝土浇筑是重要的一项工作，且占据了较大比重，在实际施工中，应严格根据设计配合比对混凝土进行现场配合比的控制。该文从细骨料和粗骨料两个方面探讨了不同的品质和级配的砂石骨料对最终混凝土性能的影响。

关键词：砂石 骨料 混凝土 性能 影响

中图分类号：TV422 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（a）-0079-02

砂石骨料是混凝土的主要组成材料，占混凝土总体积的 3/4 以上。混凝土中砂石骨料的品质指标， 对混凝土性能有着重要影响。为了保证混凝土的质量，应在实验室检验的基础上，选择适宜的、质量合格的砂石骨料。砂石骨料检验的作用是检验材料品质，了解材料相关指标性能，为工程采用合格产品把关，为混凝土配合比设计提供基础性技术数据。

1 细骨料

1. 1 砂的品质指标及评定标准

1.1.1 砂的品质指标及试验

砂子颗粒级配粗细程度、含泥量、泥块含量及石粉含量，有害物质，表观密度、堆积密度及空隙率、坚固性控制指标。检测人员需要依据国家技术标准，结合设计要求对砂子的质量进行检测，通过运用标准规定的方法进行试验，对试验数据进行整理综合分析，评定等级。

1.1.2 砂的评定标准

国家标准《建筑用碎石、卵石》GB/T14685-2001。

Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土。

Ⅱ类用于强度等级为C30-C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土。

Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和建筑砂浆。

不合格砂，禁止用于工程中。

1.1.3 砂的品质质量要求

（1）颗粒级配和粗细程度应满足要求。（2）含泥量、泥块含量及石粉含量满足要求。（3）有害物质含量满足要求。（4）表观密度、堆积密度及空隙率满足要求。（5）坚固性检测满足要求。（6）吸水率满足要求。

通过试验各项技术指标均应满足国家标准及行业规范规定相应等级要求，而实验室的重点是对砂的颗粒级配及粗细程度进行检测。

1.1.4 砂的标准级配区

按600μm筛的累计筛余率的大小，可分为1区、2区、3区共3个级配区，范围见表1。

1.1.5 级配的选择及评定

（1）宜优先选择级配在2区的砂；当采用1区砂时，应适当提高砂率；当采用3区砂时，应适当减小砂率。

（2）宜优先选择级配在2区的砂；当采用1区砂时，应适当提高砂率；当采用3区砂时，应适当减小砂率。

（3）砂的实际级配全部在任一级配区规定范围内，除4.75mm和600μm筛档外，可以略有超出，但超出总量应小于5%。如砂的自然级配不符合级配的要求，可采用人工调配级配来改善。即将粗细不同的砂进行掺配或将砂筛除过粗、过细的颗粒。

（4）细骨料粗细程度评定。计算细度模数，为混凝土的配合比设计提供依据，砂按细度模数大小分为粗砂、中砂、细砂。

Mx=3.7-3.1时为粗砂；Mx=2.2-1. 6时为细砂；Mx=3. 0-2.3进为中砂。

（5）级配评定方法。用各筛号的累计筛余百分率绘制级配曲线，对照国家规范规定的级配区范围来判定（1区、2区、3区），砂的实际级配全部在任一级配区规定范围内为合格，否则为不合格。

（6）检测频率及取样方法。在料堆上取样一以4003或600t为一批。抽取试样：在料堆上取样时，应在料堆上均匀分布的8个部位取样， 8份试样为一组试样。取样数量按规范规定的单项试验取样数量进行。（颗粒级配试验最少取样4.4 kg）

（7）砂在混凝土施工现场检测及控制。混凝土施工前，现场检查人员应该对现场存放的砂进行含水率和含泥量、级配进行现场检测，通过现场试验结果调整混凝土的施工配合比，保证混凝土质量。

1.2 品质对混凝土性能的影响

（1）砂的级配合理与否直接影响到混凝土拌和物的稠度。合理的砂子级配，可以减少拌和物的用水量，得到流动性、均匀性及密实性均较佳的混凝土，同时达到节约水泥的效果，因此颗粒级配是砂料品质中一个重要检测项目。（2）砂料中所含的泥若包裹在骨料表面，不利于骨料与水泥的粘结，将影响混凝土强度及耐久性；若含的泥是以松散颗粒存在，由于其颗粒细与表面积大会增加混凝土的用水量，特别是粘土的体积不稳定，干燥时收缩、潮湿时膨胀，对混凝土有干湿体积变化的破坏作用。总之砂的含泥量超过标准要求时，对混凝土的强度、干缩、徐变、抗冻及抗冲磨等性能均会产生不利的影响。（3）砂的坚固性是检验砂在气候、环境变化或其他物理因素作用下抵抗破裂的能力。砂的坚固性差，会直接影响混凝土耐久性与强度，特别是要求高质量的混凝土强度。（4）砂的密度大说明颗粒坚硬致密，可配制高品质混凝土。砂的松散堆积及振实密度越大，所需采用胶凝材料填充的空隙就越少。（5）砂的饱和面干吸水率是评价砂的颗粒致密度和砂的含孔状态的参数。

2 粗骨料

2. 1 卵碎石的技术指标及评定标准

（1）石子的技术性能要求。①颗粒级配及最大粒径；②含泥量、泥块含量及石粉含量；③针片状颗粒含量；④有害物质含量；⑤强度：抗压强度和压碎指标；⑥表观密度、堆积密度及空隙率。

（2）卵碎石各项技术性能都应满足规范要求。实验室重点通过筛分析实验对石子的级配及最大粒径进行评定。

（3）卵碎石级配试验。①试验目的。评定定粗骨料的颗粒级配及粒级规格的合理性，选择优质粗骨料，达到节约水泥和提高混凝土强度的目的，同时为骨料使用和混凝土配合比设计提供依据。②注意事项：取样数量根据最大粒径单项试验规定进行；当筛余颗粒的粒径大于19. 00 mm时，在筛分过程中，允许用手指拨动颗粒；卵碎石的评定标准及现场控制；③结果评定。粗骨料各号筛上的累计筛余百分率满足国家规范规定的粗骨料颗粒级配范围要求，而且最大粒径能满足结构要求和施工要求。其它各项技术指标也合格，则粗骨料为合格。④石料的压碎值、针片状颗粒含量、含泥量、小于2. 5 mm的颗粒含量等，一般情况下，相同岩性的碎石场质量波动不大，较为稳定，但不同碎石场生产成品碎石的规格往往存在较大差别，若工程项目需要若干石场同时供料时，易造成进场碎石矿料规格较大。⑤卵碎石在混凝土施工现场检测及控制。混凝土施工前，现场检查人员应该对现场存放的卵碎石含水率和级配进行现场检测，通过现场超逊径试验结果调整混凝土的施工配合比，保证混凝土质量。

2. 2 粗骨料级配对混凝土性能的影响

（1）石料级配对于混凝土的和易性、强度、抗渗性、抗冻性以及经济性等都有一定的影响，因此水工混凝土的石子最佳级配是通过不同粒径、不同比例组合，采用振实密度法找出最大振实密度，使其组合的粗骨料孔隙最小。使用级配良好的粗骨料，可以配出水泥用量较低，各种性能较好的混凝土。

（2）一般来说，密度小的骨料结构疏松、多孔、孔隙率和吸水率大，配制的混凝土强度较低，特别是粗骨料外部孔隙对吸水率影响更大，对混凝土抗渗、抗冻性、化学稳定性和抗磨性等都将产生一定的不利影响。

（3）含泥量对混凝土抗冻性的非常明显，分含泥量为1%时，抗冻性降低不明显，但含泥量为7%时，混凝土抗冻性显著降低，含量3%时降低达36.2%，含量7%时降低47.8%。因此有抗冻要求的混凝土，应严格控制石料中的含泥量。

（4）坚固性是石子颗粒在各种物理侵蚀作用下抵抗崩解破裂的能力，是决定骨料耐久性和体积稳定性的重要参数。为了保证混凝土具有必要的耐久性，对于石子本身的坚固性应有一定的要求，有抗冻要求的混凝土坚固性损失率≤5%，无抗冻要求的混凝土坚固性损失率≤12%。

（5）当石子的针片状含量超过一定数量时，使骨料的空隙率增加，不仅对混凝土抖和物的和易性有较大影响，而且会不同程度地影响混凝土的强度等性能，特别是对高强混凝土强度影响更大。针片状含量过大对混凝土的抗拉、抗折强度影响显著。

3 结语

只有通过实验检测砂石骨料的各项技术指标均满足国家规范要求的技术指标，才能为合格的混凝土骨料，才能保证混凝土的质量。还应在现场测定砂、石料的含水率，为混凝土的施工配合比换算提供依据。

参考文献

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