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砂子含水量對灌漿料質量的影響
發表時間:[ 2017-03-30 ]  編輯: [ 山東三瑞 ]

1 概述

  在公路工程中,砂子是最為普通的建筑材料。由于砂子價格低廉,且可就地取材,故被廣泛地應用于灌漿料工程中,而砂子的細度模數、顆粒級配、含泥量等指標對灌漿料質量影響很大,且砂子的含水狀況對工程質量的影響則尚未引起足夠重視。

  2 砂的含水狀況

  在施工現場,砂子通常都是被露天堆放,所以砂子的含水量隨空氣的濕度變化而變化,尤其在雨季,砂子的含水率可達30%以上。天然砂的形成都是由巖石風化、冰川河流的沖刷而形成的,用放大鏡觀察可以發現,砂粒表面結構凹凸不平,砂顆粒表面布滿裂隙與孔洞并延伸到砂子顆粒內部。按照砂子含水情況可將其分為以下四種類型:

  a)全干狀態砂子表內部都不含有水分,可以將自然砂子置于105℃±5℃的烘箱烘干至恒重而得到,砂子的顆粒級配試驗、干密度試驗均在砂子這一含水狀態下進行;

  b)全干狀態砂子在自然條件下吸水,然后又在空氣中風干,此時砂子內部依然是含一定水分,而外面一層已干燥;

  c)飽和面干狀態,砂子內部已經充分吸水而飽和,但砂子表面的粗糙與縫隙處沒有水,砂子表面仍然是干燥的,在進行灌漿料配合比設計時,砂子的重量都是以砂子在這個含水狀態下的為準;

  d)濕潤狀態砂子內部吸水飽和,砂子凹凸不平的表面和縫隙內部充滿水分,整個表面被一層水膜所包裹。砂子從全干狀態至飽和面干狀態,其表面都是干燥的,在重力作用下,干燥的砂子相互之間是擠緊的,因此在這三種狀態下,砂子的體積不發生變化。但是在濕潤狀態下,由于砂子表面水膜的存在,使砂子的顆粒之間集聚了一定量的水,由于液體表面張力的作用,這些原在顆粒表面的水膜力圖縮水并逐漸伸到縫隙里去,由于表面張力的作用使砂子顆粒與顆粒之間漲開,砂料之間互相粘附,砂子失去流動性形成疏松狀結構,使砂子體積增大。另外,不同顆粒級配和不同種類的砂子,其體積膨脹是不同的,當含水量達到8%時,砂子的體積變化可達到最大值:粗砂的體積增大到28%左右,中砂的體積增大到17%左右,細砂的體積增大到23%左右。砂子含水狀態的變化不僅導致砂子體積的變化,而且也改變了砂子的堆積密度,這主要是由于砂子的含水量的增加,使砂子單位體積重量減少,水的密度小于砂子的密度所致。砂子含水狀態的變化也影響了混凝土的經營成本,以粗砂為例,當砂子體積膨脹增加28%時,如果砂子按體積驗收,就要虧損約28%,按重量驗收則虧損約20%。

  3 砂的含水量對灌漿料的影響

  在灌漿料配合比設計中,砂子的重量是按飽和面干狀態下的含水率計算的。當砂子含水量改變時,施工人員應及時調整砂子和水的用量,否則將會影響灌漿料質量及其施工性能。本文以施工配合比為例來說明這個問題。混凝土設計強度等級為C25,每立方米混凝土的材料用量如表1所示。

 

  當砂子的含水量為5%時,每立方米濕砂含水38.1kg,如果此時不調整用水量,其用水量按221.4kg計算,則實際控制的水灰比為W/C=0.785。然而水灰比是影響混凝土強度的最重要的因素,當采用525硅酸鹽水泥配制混凝土時,水灰比W/C=0.65,混凝土配制強度fcu.0=32.2MPa,當水灰比由原來的0.65增大到0.785時,則混凝土的配制強度僅能達到fcu.0=22.8MPa,故混凝土由合格品降低到不合格品。因為混凝土的密度性和耐久性大大降低,出現了嚴重的質量事故。

  砂子含水量每增加1.0,則混凝土的水灰比約增加0.072,混凝土的強度平均下降1.5MPa,所以在施工澆注混凝土以前,必須做砂、石含水量試驗,以調整砂、石和水的用量,特別是在雨季施工,更應如此。因為砂、石含水量較大,且變化較頻繁,故含有較多的游離水分,在這種情況下,應根據砂石含水量的變化對砂石用量和用水量進行多次調整,以保證正確的混凝土配合比。砂中含水量的改變也會影響混凝土的流動性,砂含水量波動1%將引起混凝土坍落度流動30mm~40mm,坍落度是表示混凝土拌和物流動性的方法之一,在施工中控制坍落度是必要的。但不能用坍落度的方法來控制調整加水量,因為在有些混凝土拌和站的施工中,當砂子含水量發生變化時,操作人員自測混凝土坍落度來調整加水量,這種做法是錯誤的。這樣做沒有數據根據,因為沒有明確量的概念,將會影響水灰比的波動,使混凝土強度達不到設計強度等級要求或強度不能保持穩定,造成混凝土標準離差,離差系數偏大,按國家標準GB107-87《混凝土強度檢驗評定標準》和有關標準的規定,混凝土強度有可能判為不合格,給工程造成損失。

  另外,當砂含水變化時就需調整加水量,但砂用量減少,砂率降低,水泥砂漿不足,會使混凝土內部不密實,澆注混凝土構件外觀缺陷較多。產生以上這些弊病,主要是因為施工中沒有正確控制水灰比,在砂含水變化時應及時調整加水量和砂用量,如果只調整用水量不調整砂用量,很可能造成成品混凝土空隙率過高,影響混凝土的耐久性,同時不會降低混凝土的制成量,造成混凝土成本增加。

  4 結語

  綜上所述,砂子含水量的變化對灌漿料質量和經營成本有較大影響,必須引起重視。雖然工程用砂都含有水分,但必須把砂含水對灌漿料性能的影響降到最低程度。在天氣條件較好且正常施工的情況下,每天至少做一次含水率試驗,在雨季施工應根據砂子含水量情況進行多次試驗,并及時地調整砂子和水的用量,當含水率達到8%以上時,混凝土拌和用水無法控制,為了保證灌漿料質量可以暫停施工,同時采取必要的排水措施,降低砂子含水率。


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