浅谈砂含泥量对混凝土的影响

浅谈砂含泥量对混凝土的影响

曹东红

中铁七局承张高速承德段单大连接线第五合同段项目部河北067000

摘要：本试验总结了砂子中不同含泥量对混凝土性能和强度的影响。由试验可知，砂子中的含泥量对混凝土的影响是很大的，从混凝土工作性能来说，它影响了混凝土的坍落度及坍落度经时损失变化量，从混凝土的力学性能来说，当砂子含泥量超过2.5%就会对混凝土强度有严重影响。工地还没有一种有效的办法来解决此问题，只能通过提高聚羧酸减水剂的掺量来解决，但提高了聚羧酸减水剂的掺量同时也提高了每方混凝土的成本。

关键词：砂；含泥量；混凝土；影响；成本

1研究背景

承德至张家口高速公路是国家高速公路网二广公路支线—二秦高速的重要组成路段，承德段单塔子至大栅子连接线长北沟隧道衬砌采用高性能混凝土C30P8。作为混凝土重要组成部分的细骨料占混凝土体积的30%左右，其各项性能的好坏直接影响到混凝土施工时的工作性能及硬化后的力学性能和实体缺陷等。国家开展环保治理以来，波及到地材和水泥供应市场，产生一系列波动，地方部分工程因此受到一定影响。为提高隧道施工有关方的安全、质量意识；为对进场材料进行质量卡控，推动试验管理等各方面工作；为实现隧道工程“外美内实”尽心尽责，联系组织有关人员开展了此项试验。

2试验原材料

本试验所涉及的原材料包括聚羧酸减水剂、砂子、石子、水泥、黄泥。试验过程中将测试混凝土拌合物性能、混凝土试块的7天和28天的抗压强度。

2.1聚羧酸减水剂

四川巨星新型材料有限公司生产的聚羧酸高性能减水剂，其减水率30%；1h经时变化量65%；压力泌水率含气量2.5%；28d收缩率比100%；1d/3d/7d/28d抗压强度比199%175%156%141%；cl-含量0.016%；碱含量（Na2O+0.658K2O)0.50%;Na2So4含量0.56%

2.2试验用砂

细骨料;承德上板城Ⅱ区中砂。其细度模数为2.52，含泥量1.6%；泥块含量0.4%；轻物质含量0.3%；松散堆积密度1677Kg/m3；坚固性4%

2.3试验用石子

粗骨料;承德产碎石，采用三级配（5～10mm:10～20mm:16～31.5mm=20:40:40）压碎指标，针片状颗粒含量3.3%；含泥量0.1%；

2.4水泥

水泥:兴隆县福成水泥有限公司生产的P.O42.5普通硅酸盐水泥。比表面积393m2/kg；3d、28d抗压强度27.7MPa、50.9MPa；3d28d抗折强度5.5MPa、7.3MPa；安定性合格。

2.5黄泥

河北省承德市双滦区隧道工地

2.6混凝土配合比

水泥︰粉煤灰︰河砂︰碎石︰水︰减水剂=319︰56︰817︰1083︰155︰3.75。设计强度为C30，坍落度为180mm±20mm。

3试验方法

3.1砂子含泥量配制

试验中对砂子的含泥量设计时，2.5%之前按1.0%递增，之后将按1.5%递增，共五个含泥量。试验中所用砂取自于混凝土拌合站料仓，具有代表性，经过水洗晾干，然后再把砂子和泥均匀地混合好使砂子调整到试验需要的含泥量，再在表面洒一些水，使它们能充分地湿润，这样泥就能更好地粘在砂子表面，然后再自然晒干进行试验。

3.2含泥量对混凝土拌合物性能和强度的影响

混凝土配合比以基准为准，减水剂分别以1.00%、1.10%和1.20%三种不同的掺量掺入，并做一组不掺外加剂的混凝土作为基准对照。混凝土试件成型前按照坍落度范围内的用水量，测试初始坍落度和1h后坍落度。试件成型后标准养护下7天、28天混凝土测得抗压强度，其结果如下：

减水剂掺量1.0%检测的混凝土拌合物性能和抗压强度

4.试验结果和理论分析：

4.1当砂子含泥量＜2.5%时，随着含泥量增加，坍落度降低但对混凝土的工作性影响较小；当砂子含泥量＞2.5%时，随着含泥量增加，初始坍落度降低，坍落度经时损失加快。当砂子含泥量＜2.5%时，随着含泥量增加，标养混凝土抗压强度有所降低，但是不太明显，能达到混凝土试配强度要求；当砂子含泥量＞2.5%时，随着含泥量增加，标养混凝土抗压强度明显降低。

4.2工程所使用的聚羧酸减水剂对含泥量非常敏感，砂中的黏土成分吸附了部分减水剂使其失去了其减水性能，从而使聚羧酸减水剂减水率随着含泥量的增加而降低，泥也阻碍了水泥与粗、细骨料之间的粘结，拌合过程中，为满足混凝土流动性的要求，则会多加入一部分水后，混凝土拌合物的初始坍落度才满足要求；并且随着含泥量的增加，达到要求的流动性用水量也要增加，这样相应的提高了水胶比，强度必然降低；较细的泥颗粒比表面积大而且不会产生水化反应，混凝土搅拌后吸收的大量自由水，随着混凝土水化、硬化或自由蒸发后，形成内部薄弱区和表面缺陷。

4.3减水剂掺量相同时，聚羧酸减水剂减水率随着含泥量的增加而降低；含泥量相同时，聚羧酸减水剂减水率随着含泥量的增加而增加。

5结论

取一些制备的砂子含泥量样品盛于长方形玻璃缸中，标明含泥量，注意防尘，随后放置在砂子料仓隔断墙上。

通过混凝土坍落度、混凝土抗压强度等性能试验，研究了混凝土性能与砂石含泥量之间的关系，主要从减水剂和地材含泥量方面分析了原因。得出以下主要结论：

（1）混凝土拌合物随含泥量的增加，混凝土坍落度和强度降低；

（2）当减水剂掺量相同时，聚羧酸减水剂减水率随含泥量的增加而降低；

（3）混凝土的7天抗压强度随含泥量的增加而降低，含泥量为0.5%时，强度降低的不是很明显，当含泥量在1%以上时，降低得较快；

（4）混凝土的7天抗压强度随含泥量的增加而降低，含泥量为1%时，强度降低得不是很明显，之后降低得较快；含泥量在2.5%以下时对混凝土28天强度没有太大影响。当含泥量在2.5%以上时，在此基础上，含泥量每增加1.5%，混凝土的28天强度就降低5%左右。

（5）当含泥量在2.5%以上时，混凝土生产，可以保持水胶比不变，提过减水剂掺量。如果，提高胶材用量，需要再次设计配合比

参考文献：

[1]JTGF60-2009《公路隧道施工技术规范》；

[2]JTGE30-2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》；

[3]JTGE42-2005《公路工程集料试验规程》

[4]河北道桥工程检测有限公司检测报告

[5]中铁七局集团有限公司工程质量检测中心承德至张家口高速公路承德段单塔子至大栅子连接线第五合同段工地试验室原材料和配合比试验检测报告。