一、细砂混凝土和易性较差
细砂拌制混凝土时,有时会出现混凝土拌合物粘聚性较大,流动性较差,粘稠或者混凝土拌合物粘聚性差、发散,砂浆无法填满骨料之间的孔隙,并出现分层离析,难以振捣密实。造成这种现象的原因有:
1、胶凝材料用量不合理,胶凝材料用量过多,混凝土拌合物粘聚力较大,不易浇筑;胶凝材料用量过少,浆体用量不足,混凝土拌合物较松散,不易粘结。
2、骨料级配较差,空隙率较大,砂率使用不合理。砂率较小时,砂浆填充粗骨料空隙后,剩余量不足,拌合物流动性差;砂率过大时,砂比表面积较大,浆体包裹骨料表面厚度变薄,粘聚性差、发散。混凝土配合比的石子中应加入占细砂用量的15%~25%、粒径2.5mm~10mm的细石取代等量的细砂,改善骨料级配。
3、用水量或外加剂用量大,造成混凝土坍落度过大,在运输过程中砂浆与石子容易产生离析,导致在浇筑时不易控制拌合物的均匀性。
4、计量工具不精确,存在误差,致使配合比执行不准确,导致较差的和易性。
5、混凝土拌合物搅拌时间不充足,拌合不均匀。
6、配合比设计不符合施工工艺对和易性的要求。
二、外加剂使用不当
在细砂混凝土生产中,通常会采用提高外加剂掺量来控制用水量,生产中使用的泵送剂通常复配有缓凝、引气等组分,外加剂用量的提高,也相应造成缓凝、引气组分用量的增加。遇到气温骤降时,常常会因为缓凝成分过高造成混凝土凝结时间延长。含气量的增加,也会造成混凝土强度的降低。
1、应详细了解外加剂的种类和特性,正确选用外加剂,并通过试验确定其掺量,严禁不经过使用盲目提高外加剂用量满足混凝土工作性的做法;
2、根据天气变化,及时调整外加剂用量,注意混凝土凝结时间、含气量的变化;
3、不同种类外加剂混用前应充分试验,不可盲目混用;
4、注意外加剂与混凝土原材料的相容性;
5、加入外加剂的混凝土应搅拌均匀,并确保足够的搅拌时。
三、细砂混凝土强度不满足要求
细砂混凝土的强度达不到施工和设计的要求,或同批混凝土中个别试块强度值过高或过低。
1、细砂含水率控制不足,混凝土用水量偏大。
2、受水泥性能影响,外加剂使用不合适,掺量不准确。
3、细砂含泥量增加,造成水泥浆与骨料粘结力下降。
4、混凝土试块振捣不充分,且养护不当。
四、特细砂混凝土配制技巧
(一)特细砂混凝土的配制
使用特细砂配制混凝土时,应选用泥含量低,杂质含量低干净的砂,同时可以参考或者遵循以下基本原则。
1、适当降低砂率
砂率的大小对混凝土拌合物的和易性具有重要的影响,砂率随细度模数的减小而降低。细度模数减小,砂的颗粒变小,较小粒径的颗粒更容易填充粗骨料颗粒间的空隙,较少的砂就可以进行有效填充,因此,细度模数变小,砂率应适当降低。
此外,砂细度模数变小,比表面积增加,如果砂率不变,将导致拌合物粘度增加,流动性变缓,流动速率降低,混凝土的收缩性变大,大大增加了开裂的概率。砂的细度模数为1.4时,要比砂率为2.6的中砂砂率要低7%~13%。
2、适当增大胶凝材料用量
特细砂的缺点是比表面积较大,含泥量较高,与用中砂配制的混凝土相比较来说,水泥用量与胶凝材料的用量要高。一般来说,水泥用量要提高20kg/m?左右。
3、尽量降低混凝土坍落度
特细砂细颗粒多、比表面积大,在浆体不变时,混凝土粘聚性差,混凝土浇筑、振捣后容易出现泌水和反砂的现象,影响混凝土施工质量。特细砂中粗颗粒较少,与粗骨料组成混合骨料时,中间级配缺失,混凝土流变性较差,坍落度大时容易造成浆石分离。此外,混凝土坍落度增加,将造成胶凝材料用量增加,混凝土收缩增大,开裂风险增加。因此,使用特细砂时应遵循低砂率的原则。
4、适当提高外加剂用量控制用水量
特细砂细颗粒多,比表面积大,拌制混凝土时,相同坍落度用水量较中粗砂高,易给人造成细砂混凝土的强度低于中粗砂混凝土强度。在使用特细砂时,应适当增加外加剂用量保持混凝土用水量不变。
(二)特细砂对混凝土性能的的影响
1、特细砂对混凝土强度的影响
特细砂混凝土的强度影响的因素和中粗砂混凝土强度影响因素一致,主次顺序为:水胶比>
矿物掺合料掺量>减水剂掺量>砂率>粗骨料级配。水胶比依然是影响混凝土强度的主要因素,控制特细砂混凝土强度的有效途径是使用外加剂控制用水量。特细砂混凝土的强度随砂率变化,先增加后降低,存在最佳砂率。
2、特细砂对混凝土塑性收缩的影响
特细砂细度模数越小,比表面积越大,配制的混凝土收缩越大,越容易产生裂缝。特细砂混凝土的砂率由小增大的过程中,混凝土裂缝面积先降后升,砂率不能过大或过小,存在最优砂率。影响混凝土塑性收缩的环境因素依次是:表面温度>表面风速>环境温度>空气相对湿度>混凝土浇筑温度,使用特细砂混凝土要加强养护工作。
3、特细砂对混凝土干燥收缩的影响
混凝土早期的干燥收缩随水胶比的增大而增大,后期收缩则随着水胶比的减小而增大。降低特细砂混凝土砂率,增加粗骨料用量有利于提高混凝土的体积稳定性,提高混凝土的抗裂性能。在特细砂混凝土中掺加尽可能多的大粒径石子,降低混凝土后期干燥收缩。
(三)通常可以通过以下途径提高特细砂混凝土性能,控制混凝土裂缝
1、掺加石屑或中砂,改善特细砂的颗粒级配,降低空隙率和比表面积。
2、采用高效减水剂或复合减水剂,大幅度减少混凝土用水量。
3、掺入混合材,如火山灰、大掺量粉煤灰,以节约水泥、加速水泥水化、改善混凝土性能、提高混凝土强度。特别是利用优质粉煤灰。品质优良的粉煤灰,颗粒细,玻璃微珠含量高,具有较高活性。掺用优质粉煤灰不增加混凝土用水量或还可以减少用水量,可显著改善和易性和硬化混凝土性能。
4、采用低热微膨胀水泥或加入膨胀剂以补偿特细砂混凝土的收缩。
5、加强养护,特别是混凝土的早期养护。
6、采用掺加纤维的方法,增强混凝土抗裂性能。
五、特细砂混凝土分层原因分析
1、固体粒子的粒径对特细砂混凝土分层的影响
固体粒子的运动速度与其粒径的平方成正比,因此,固体粒子的粒径无疑是影响特细砂混凝土分层的主要因素。粒径越大,特细砂混凝土的分层越严重。
2、集料颗粒形状和表面状态对特细砂混凝土分层的影响
对于混凝土而言,主要不在于知道颗粒的个别外形,而是要知道由不同形状的颗粒所组成的整体集料的某些特征。特细砂的形状为球形或蛋形,表面圆滑。由此形成的水泥砂浆的流动性好,润滑作用显著,易造成石子的下沉。集料颗粒形状和表面状态对特细砂混凝土分层的影响较大。
3、粗集料级配对特细砂混凝土分层的影响
粗骨料的级配有连续级配和间断级配两种。连续级配是按颗粒尺寸由小到大连续分级,每级骨料都占有一定比例,颗粒上、下限粒径之比接近2。间断级配是人为剔除某些中间粒级颗粒,颗粒上、下限粒径之比接近6。间断级配的混凝土比连续级配的混凝土更容易出现分层现象。
4、水泥对特细砂混凝土分层的影响
水泥作为特细砂混凝土中重要的胶凝材料,与特细砂混凝土的泌水分层性能密切相关。水泥的凝结时间、细度、颗粒分布及矿物成分、品种等都会影响混凝土的泌水分层性能。水泥的凝结时间越长,所配制的混凝土凝结硬化时间就越长,混凝土中的固体颗粒沉降的时间就越长,混凝土越易分层。
5、配合比对特细砂混凝土分层的影响
特细砂混凝土配合比设计过程中的三个重要参数,即单位用水量、水灰比和砂率,对它的分层都有很大影响。
(1) 混凝土单位用水量的影响
水泥浆赋予混凝土拌和物一定的流动性。在水灰比不变的情况下,单位体积内水泥浆愈多,混凝土拌和物的流动性愈大。若水泥浆过多,将会出现流浆现象,使混凝土拌合物的粘聚性变差。无论是水泥浆的多少,还是水泥浆的稠度,对混凝土拌合物流动性起决定性作用的是用水量。因为提高水灰比或增加水泥浆的用量,最终都表现为混凝土用水量的增加。
(2) 混凝土水灰比的影响
水灰比决定水泥浆的稠度。在水泥用量不变的情况下,增大水灰比会使拌合物的流动性加大。如果水灰比过大,会造成混凝土拌合物的粘聚性和保水性不良而产生流浆、泌水、离析分层现象,严重影响混凝土的强度。
(3) 砂率的影响
砂率是指混凝土中砂的用量占
砂石总量的百分率。混合料中,砂是用来填充石子的空隙。在水泥浆一D的条件下,若砂率过大,则骨料的总表面积及空隙率增大,混凝土混合物就显得干稠,流动性小。若砂率过小,砂浆量不足,不能在粗骨料的周围形成足够的砂浆层起润滑和填充作用,也会降低混合物的流动性,使混凝土拌合物显得粗涩,粗骨料离析,水泥浆流失。
6、外加剂和掺合料对混凝土分层的影响
特细砂比表面积大,水泥用量大,水化热高。因此,常在特细砂混凝土中加入外加剂和掺合料。对一些有大流动要求的混凝土,如泵送混凝土,通常采用掺减水剂和泵送剂的办法,可以改善混凝土的工作性,但是必须是适量的。如果减水剂掺得过多,会使混凝土在施工时,产生严重的分层现象。掺加混合材料,如Ⅱ级以上的。
7、施工方法对混凝土分层的影响
(1) 浇筑方法的影响。泵送混凝土的分层与泵送工艺有直接关系。泵送混凝土在压力下,骨料容易沉降而分层。
(2) 过振也是产生分层的一项不可忽视的因素。在一处振捣时间过长是不利的,它将引起材料的离析分层,特别是单位用水量大的混凝土,更为明显。对已浇筑的混凝土,在终凝前进行二次振捣,可排除混凝土因泌水在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分,提高粘结力和抗拉强度,并减少内部裂缝与气孔,提高抗裂性。
(3) 混凝土的运输距离远,搅拌时间长,易产生分层。混凝土在输送和浇筑过程中,从过高的地方沿溜槽滑下,会加剧离析分层的发生。同一配比的混凝土,浇筑高度越高,分层几率越高。