混凝土中常用细骨料为砂,按来源可以分为天然砂和机制砂。
(1)细度模数与颗粒级配
砂子按其细度模数分为粗砂(3.1~3.7)、中砂(2.3~3.0)、细砂(1.6~2.2)。砂的细度模数与砂的颗粒级配有联系又有区别,一般来说砂的颗粒级配决定细度模数,砂的细度模数反映颗粒级配的状态。同一细度模数的砂可以有多种级配,砂的细度模数相同不代表砂的级配相同见表1。
表1砂的细度模数均为3.0的中砂,级配不同
序号 | 筛孔 | 4.75mm | 2.36mm | 1.18mm | 0.60mm | 0.30mm | 0.15mm | 筛底 |
中砂1 | 筛余(g) | 49 | 92 | 90 | 91 | 86 | 89 | 3 |
百分比(%) | 9.8 | 18.4 | 18.0 | 18.2 | 17.2 | 17.8 | 0.6 | |
中砂2 | 筛余(g) | 42 | 89 | 93 | 99 | 87 | 82 | 8 |
百分比(%) | 8.4 | 17.8 | 18.6 | 19.8 | 17.4 | 16.4 | 1.6 |
砂的级配是与细度模数完全不同的两个不同的概念。砂的颗粒级配用级配区表示,以级配区或级配曲线判定砂级配的合格性。砂级配对混凝土的工作性能具有显著影响,粒径≥1.18mm的颗粒主要影响混凝土的泌水性,粒径<1.18mm的颗粒主要影响混凝土的保水性和黏聚性,为保证混凝土良好的工作性能,两者的含量比例保持在1:2左右,且4.75mm、2.36mm和1.18mm三个筛档累计筛余百分率按2:3:1进行控制。0.3mm以下颗粒含量的大小对混凝土的工作性、抹面和泌水也很重要。
对于中低强度等级混凝土,0.3mm以下颗粒含量至少应达到15%,含量20%时混凝土工作性较好;而对于高性能混凝土,由于胶凝材料用量大,混凝土中胶凝材料能保证其粘度,砂的颗粒在0.6mm筛的累计筛余大于70%,0.3mm筛的累计筛余为85%~95%。如,C30混凝土适合的级配区为Ⅱ区上限偏下区域,且0.15~0.6mm颗粒分计筛余合适范围为35%~50%,1.18~4.75mm分计筛余合适范围为10%~30%;C50混凝土适合的级配区为中值和下限之间偏上区域,且0.15~0.6mm颗粒分计筛余合适范围为30%~40%之间,1.18~4.75mm颗粒分计筛余合适范围为30%~50%。
(2)含泥量
砂中含有大量的层状吸水泥土矿物成分,会吸收大量的拌合水,使拌合物中自由水减少,混凝土流动性变差。聚羧酸减水剂对含泥量非常敏感,当混凝土中的含泥量小于3%以下时,含泥量对减水剂的影响较小,含泥量大于3%,随着含泥量的增加,减水剂的效果迅速降低。一般来说,含泥量<3%时,随着含泥量增加坍落度减低,但对混凝土的工作性影响较小;当含泥量大于3%时,随着含泥量的增加,混凝土拌合物的初始坍落度降低,混凝土的坍落度经时损失加快。
在混凝土硬化过程中,一方面泥的存在会阻碍水泥石与骨料之间的粘结,容易形成结构的薄弱区,使得混凝土的强度下降。另一方面,较细的泥颗粒,比表面积大,而且不会水化,混凝土搅拌后吸收了大量的自由水,随着混凝土的水化或这些自由水蒸发后,在有泥存在的区域形成严重的薄弱区。当含泥量≤3%的情况下,混凝土强度受到的影响较小,同强度混凝土抗压强度无论是3d、7d还是28d龄期的强度都随砂中含泥量的增加明显地降低。当>3时,含泥量每增加1%,混凝土28d强度降低3%左右。
(3)含水率
含水率是搅拌站生产过程中质量控制最重要的指标之一,砂含水率的波动对混凝土拌合物状态影响比较大。砂含水率波动1%,混凝土拌合物生产用水量变化8kg/m3左右,拌合物坍落度变化20~40mm。生产时,应时刻对砂含水率进行监视,将用水量控制到一定范围内,保持混凝土工作性的稳定。
(4)含石率
含石率是指细骨料中粒径超过4.75mm的颗粒含量,其含量的大小对混凝土拌合物和易性具有重要影响,也是调整砂率的主要原因之一。目前,砂中含石率问题越来越突出,生产时应予以重视。
(5)泵送混凝土为什么优先选用中砂
因为中砂的级配合理,0.3mm以下的颗粒含量能达到15%左右,此部分颗粒在混凝土的砂浆中于泵管内紧贴管壁,摩擦阻力很小,有利于泵送。粗砂摩擦阻力大,不利于泵送。细砂的表面积大,在同等强度下多使用水泥,开裂的几率高。
(6)好砂子的质量有几项要求
有以下几项:
1.粒级分布符合中砂要求;
2.粒径为中砂,大于10mm的颗粒含量较少,最多不超过10%;
3.无泥蛋,大泥块,含泥量不超过3%;
4.无树根,草根,烂泥,塑料袋等杂物。