0 前言

砂是現(xiàn)代建筑施工中不可缺少的材料之一，亦是混凝土中重要的材料組成，隨著日益加大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資，砂的用量日益增多。在建筑施工中砂漿、混凝土的性能受到砂含泥量等質(zhì)量指標(biāo)的影響，在國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中均限制其含泥量、泥塊含量指標(biāo)，但目前關(guān)于砂的含泥量在混凝土中的影響，尚無系統(tǒng)的試驗(yàn)和足夠的數(shù)據(jù)證明。因此，本文通過不同含泥量的砂配制混凝土進(jìn)行試驗(yàn)研究，總結(jié)其對(duì)混凝土性能的影響規(guī)律，為在當(dāng)?shù)嘏渲坪侠淼燃?jí)的混凝土提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。

1 原材料與試驗(yàn)方法

1.1 原材料

1.1.1 水泥：選用中聯(lián)P.O42.5級(jí)。

采用宿遷巨龍水泥廠PO42.5級(jí)，其物理力學(xué)性能如表1-1。

表1-1 水泥的物理與力學(xué)性能

1.1.2 粉煤灰：采用淮安華能電廠Ⅱ級(jí)灰，其性能如表1-2。

表1-2 粉煤灰性能

1.1.3 粗集料：碎石玄武巖，產(chǎn)地盱眙，其性能指標(biāo)如表1-3。

表1-3

1.1.4 細(xì)集料：選用宿遷駱馬湖中砂，細(xì)度模數(shù)2.6，性能指標(biāo)見表1-4。

表1-4

1.1.5 外加劑：采用江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)JM-Ⅷ高效減水劑，其性能指標(biāo)見表1-5。

表1-5 JM-Ⅷ性能指標(biāo)

 

1.1.6 材料檢測(cè)依據(jù)：水泥檢測(cè)按GB/T17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》、GB/T1346-2001《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》及GB176-1996《水泥化學(xué)分析方法》進(jìn)行測(cè)試水泥性能。按GB1596-1991《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》測(cè)試粉煤灰性能，按GB/T18736-2002《高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑》測(cè)試礦渣微粉性能。按GB14684-2001《建筑用砂》和GB14685-2001《建筑用卵石、碎石》測(cè)試粗細(xì)集料性能。參照GB8076-1997《混凝土外加劑》和JC476-1998《混凝土膨脹劑》測(cè)試外加劑性能。

1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 砂含泥量是根據(jù)試驗(yàn)的不同要求,將粘土和砂按比例混合攪拌均勻,再進(jìn)行混凝土試驗(yàn)。砂含泥量為0%是將同批砂用水沖洗干凈，再進(jìn)行測(cè)定，將不超過0.5%含量的砂均視為含泥量0%。

1.2.2 配合比計(jì)算及試驗(yàn)是參照JGJ55-2000《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》，試驗(yàn)采取相同配合比，除砂的含泥量不同外，其它材料均一樣。試驗(yàn)配合比見表1-6。

表1-6 試驗(yàn)配合比  (千克每立方米)

1.2.3 混凝土性能測(cè)試參照GB/T50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》、GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法》和GB/T80-85《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》等。

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 砂含泥量對(duì)混凝土工作性能的影響：

隨著含泥量的增加，混凝土的初始坍落度愈來愈低，當(dāng)含泥量達(dá)到13%時(shí)，在相同材料的情況，混凝土拌合物初始坍落度為0；這說明，隨著含泥量的升高，泥含量對(duì)外加劑及水的吸附越來越大，使得混凝土的用水量要加大才能保證要求的流動(dòng)性。隨含泥量的增高，混凝土的保坍性能也越來越差。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，用含泥量為3%以上砂的混凝土，為了保證初始坍落度能達(dá)到180㎜，需增加用水量調(diào)整，其1h坍落度損失遠(yuǎn)超過含泥量為1%的混凝土。

表2-1 不同含泥量的砂拌制出的混凝土的工作性能

2.2 砂含泥量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

表2-2 不同含泥量的砂拌制出的混凝土的強(qiáng)度  (Mpa)

表2-2中給出砂含泥量對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響數(shù)據(jù)，從其中可以看出隨著含泥量的增加，混凝土的7d、28d混凝土的抗壓、抗折強(qiáng)度明顯降低。這是由于砂表面的粘土泥的包裹，阻礙了集料與水泥基的粘結(jié)，形成強(qiáng)度的薄弱區(qū)，降低了水泥基與砂粘結(jié)力，同時(shí)粘土雜質(zhì)會(huì)對(duì)水泥的水化產(chǎn)生影響，增加了腐蝕破壞作用，從而降低了混凝土的強(qiáng)度。這從混凝土破型試驗(yàn)的試塊破裂面可以看出，砂石沒有破損，破壞的是水泥基和集料的粘結(jié)界面。若在混凝土中出現(xiàn)較大的泥團(tuán)，其受力破壞點(diǎn)就在泥團(tuán)處。試驗(yàn)表明，含泥量高的砂拌制混凝土在相同的工作性能情況下要增加用水量。為了保證混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，就需要增加水泥用量，這無形中就加大了混凝土的生產(chǎn)成本。

2.3 砂含泥量對(duì)混凝土碳化深度的影響
表2-3給出了砂含泥量對(duì)混凝土碳化性能影響的試驗(yàn)結(jié)果，可以看出，隨著砂含量的增加，混凝土的碳化深度明顯增大，抗碳化能力逐漸變差。

表2-3 不同含泥量的砂拌制出的混凝土各齡期的碳化深度

 

3 小結(jié)

（1）隨著砂含泥量的增加，混凝土的坍落度減小，且經(jīng)時(shí)損失明顯。

（2）砂含泥量對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響很大。隨砂含泥量的增加，混凝土強(qiáng)度降低，工作性能變差。在相同的含泥量、混凝土強(qiáng)度和工作性的要求下要增加水泥用量和用水量（或增加外加劑摻量），增大了混凝土的成本。

（3）砂含泥量大的混凝土，其早期碳化較為嚴(yán)重，對(duì)混凝土的耐久性產(chǎn)生很大的影響。

（4）將砂中的總含泥量控制在1%以內(nèi)，其混凝土各項(xiàng)性能均為穩(wěn)定。