高性能混凝土對沙石骨料的要求規(guī)范及常見問題
近年來,隨著高質(zhì)量的天然沙石資源枯竭,人工機(jī)制砂逐漸成為混凝土生產(chǎn)的主要原材料來源。沙石骨料在混凝土中可起到骨架或填充作用,使混凝土更加穩(wěn)定、耐久、耐磨,質(zhì)量更好。而如果人工沙石骨料質(zhì)量差、級配不合理、粒形差、空隙率高、含粉量高,不僅影響混凝土的抗?jié)B透性和強(qiáng)度,對耐久性能也會帶來很多不利影響。那么,高性能混凝土對沙石骨料有哪些基本要求呢?本文將為您詳細(xì)講解這一問題以及混凝土骨料的一些關(guān)鍵性常識。
高性能混凝土對沙石骨料的要求規(guī)范

混凝土用沙石骨料分為粗細(xì)兩種,對細(xì)骨料(粒徑在0.15-5mm之間的巖石顆粒,如河砂、山砂、海砂等)的基本要求有:級配合理,細(xì)度模數(shù)符合要求,含泥量、含有害雜質(zhì)含量達(dá)標(biāo),密度、吸水率、堿活性符合要求等。而且對機(jī)制砂原料屬性、含粉量、粒形等也有較高要求。
混凝土對粗骨料(粒徑大于5-100mm的巖石顆粒,如卵石、碎石等)的主要要求有級配、粒形、堅(jiān)固性達(dá)標(biāo),石粉含量、泥塊含量、有害雜質(zhì)含量在規(guī)定范圍內(nèi),密度和吸水率符合要求等。

為了保證混凝土的強(qiáng)度,粗骨料需具備一定強(qiáng)度,一般用壓碎指標(biāo)來控制。
為抵抗冷凍融化和自然的風(fēng)華作用,粗骨料需具有足夠的堅(jiān)固性,以具有更長的壽命。
為獲得密實(shí)、高強(qiáng)度的混凝土,減少水泥漿用量,粗骨料需具備良好的級配,完整顆粒填滿縫隙,顆粒總比外表面積小。
為保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性,對粗骨料的泥含量、有害雜質(zhì)含量、有機(jī)質(zhì)含量也都有一定的限制要求。
何為良好的沙石骨料級配?它有什么作用?
沙石骨料的級配是指不同粒徑的沙粒相互搭配的情況。骨料即沙石等顆粒狀松散材料,骨料級配就是組成骨料的不同不同粗細(xì)顆粒間的比例構(gòu)成關(guān)系,是衡量骨料粗細(xì)的重要指標(biāo)。
不同的沙子有不同的級配,顆粒粒徑越小,所占的比例越大,說明沙子也越細(xì),相反粒徑大的顆粒比例越大,沙子越粗。
良好的級配是指骨料中含有較多的粗顆粒,并以適當(dāng)?shù)闹蓄w粒及小顆粒填充其空隙,使砂的空隙率和總表面積均減小,從而使施工時混凝土凝膠材料漿量減少,經(jīng)濟(jì)性好,并能提高混凝土的和易性、密實(shí)性、強(qiáng)度和耐久度。
良好級配的沙石骨料生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)原則有哪些?
沙石骨料破碎系統(tǒng)一般由給料系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、破碎系統(tǒng)和篩分系統(tǒng)組成,合理的生產(chǎn)工藝流程配置,不但可以提高效率,而且可以使成品骨料的級配更高。具體的優(yōu)良沙石骨料生產(chǎn)線設(shè)計(jì)原則如下:
多級破碎;處理前后期級配,提高級配級別;使用中轉(zhuǎn)料倉;多篩少破,多破少磨,提高效率,減少能耗;根據(jù)產(chǎn)量和運(yùn)輸高度合理定制皮帶寬度;根據(jù)生產(chǎn)需求和場地實(shí)際情況合理布局現(xiàn)場。
如果沙子太細(xì),對混凝土有什么影響?
不同粒徑的砂?;旌显谝黄鸷螅谟蒙傲肯嗤那闆r下,粗顆粒的表面積小,細(xì)顆粒的表面積大,包裹骨料用的水泥多少就會有所差別。
如果沙子粒徑太細(xì),沙子的表面積過大,雖然混凝土的黏聚性、保水性較好,但由于混凝土需水量會增加,而且用細(xì)砂配置的混凝土其可泵性、保塑性均差,混凝土強(qiáng)度會下降,而且易開裂,嚴(yán)重影響其質(zhì)量。
如果沙子的粒徑過粗,沙子的表面積較小,混凝土的黏聚性、保水性會較差。

如果沙子含泥量大,甚至泥塊,對混凝土影響大嗎?
含泥量是指天然砂中公秤粒徑小于80um顆粒的含量,包括黏土、淤泥和細(xì)屑。一般包裹在砂顆粒表面,妨礙水泥漿與砂的黏結(jié)。如果含泥量過大,混凝土需水量會變多,造成保塑性差、收縮加大,結(jié)構(gòu)易裂開。因此,需要控制含泥量的比例≤3%(C30~C50),高強(qiáng)混凝土含泥量要求更嚴(yán)格。而泥塊除了上述影響外,還會使混泥土強(qiáng)度、耐入性降低。比如,泥塊會削弱混凝土斷面,澆筑地面時泥塊上浮,干縮后會在表面形成凹坑等缺陷。
混凝土中,石粉含量多少合適?
石粉含量是指人工砂或混合砂骨料中粒徑小于80um的顆粒含量。適當(dāng)?shù)氖酆坎粌H可以彌補(bǔ)人工機(jī)制砂顆粒多棱角給混凝土帶來的不利,還可以完善沙子級配,提高混凝土的密實(shí)性,進(jìn)而提高其綜合性能。
人工砂中的石粉主要成分為碳酸鈣,但水化作用并不是無限的。 石粉含量過大,會影響水泥與骨料黏結(jié),降低混凝土性能,影響其耐久性能,因?yàn)閱畏绞鄢袚?dān)的保水量明顯減少,干縮性明顯變大。
研究數(shù)據(jù)表明,為了保證混凝土具有較佳的綜合性能,一般C50以下混凝土石粉含量應(yīng)控制在10%~15%之間,而C50以上混凝土石粉含量應(yīng)該不超過10%,同樣配比的混凝土方案,鵝卵石混凝土要比碎石混凝土的強(qiáng)度小3-4MPa。