細骨料對混凝土和易性的影響及控制措施

王瑜玲，李洪濤

（浙江五龍化工股份有限公司，浙江 德清313201）

細骨料對混凝土和易性的影響及控制措施

王瑜玲，李洪濤

（浙江五龍化工股份有限公司，浙江 德清313201）

細骨料作為混凝土結構的重要組成部分，對新拌混凝土的和易性有著很大的影響。如何合理使用細骨料以及研制出一種能夠有效減小混凝土中細骨料對減水劑性能影響的助劑，從而拌制出具有良好流動性、粘聚性及抗離析的混凝土對于保證施工質量和施工效率具有重要意義。

細骨料；和易性；控制措施

1 引言

細骨料是混凝土的主要組分，約占混凝土體積總量的30%～40%，其性質的好壞將直接影響到新拌混凝土和硬化后混凝土的性能，如和易性、強度、耐久性等[1]。隨著聚羧酸減水劑的廣泛使用，細集料與其適應性好壞同樣影響到新拌混凝土和硬化后混凝土的性能，成為業內人士關注的焦點之一。已有文獻介紹，聚羧酸減水劑對混凝土中砂子含泥量十分敏感，既能影響混凝土的坍落度及坍落度損失，在砂子含泥量超過3%時還會對強度產生不利影響[3]。事實上，除了砂子含泥量之外，砂子的其他性質也將對聚羧酸減水劑的適應性產生影響，進而影響混凝土的各項性能。

2 實驗實例

以C30樁基的混凝土設計配合比為例進行試驗，如表1所示。

所選細骨料性能指標見表2所示。

選用兩組膠凝材料以及兩種砂子進行試驗，結果如表3所示。

表1 C30樁基混凝土配合比

表2 細骨料性能指標

試驗中發現，采用2#砂子拌制的混凝土沒有出現分層、離析，也沒有出現泌水現象，粘聚性和保水性較好；而采用1#砂子拌制的混凝土出現了泌水現象，和易性欠佳。

表3 細骨料對混凝土和易性的影響

從表3可以看出，使用同一種砂子，選取不同組膠凝材料時，混凝土的和易性基本一致，說明該工程現場使用的膠凝材料對混凝土和易性無不良影響。而在膠凝材料相同，砂子不同時，均需增加50%的減水劑，且W-1尚需多加兩公斤水才能勉強達到施工要求。此外，由表3還可以看出，1#砂子比2#砂子拌制的混凝土含氣量高，含氣量的偏高將會影響混凝土的后期強度。

3 原因分析

影響混凝土和易性的因素很多，如單位用水量、水泥品種、水泥與外加劑的適應性、骨料性質、水泥漿的數量、水泥漿的稠度、砂率等，環境條件（如溫度、濕度等）、攪拌工藝、放置時間等[1]。以往的經驗認為在配合比一定的混凝土設計中，對混凝土和易性影響最大的是膠凝材料和外加劑，尤其是近年來外加劑的廣泛使用所引起的膠凝材料水泥適應性問題層出不窮，但事實證明，細骨料的性質以及細骨料與外加劑的適應性對混凝土的和易性也有很大的影響，有時能直接決定拌制的混凝土和易性的好壞。

3.1 細骨料的性質

1#砂偏細，細度模數只有2.2，而且級配不良，出現中間級配脫節的現象。一般來說，細骨料越細，比表面積越大，需要越多的水泥漿來潤濕，使得混凝土拌合物的流動性降低。砂的級配不良，以至空隙率和比表面積過大，需要消耗更多的水泥漿才能使混凝土獲得一定的流動性，對混凝土的密實性、強度、耐久性等性能也會有一定影響。

GB14684-2001中規定了砂子的含泥量、泥塊含量以及輕物質含量等，如表2所示。由表可知，1#砂子含泥量較高，含有一定量的泥塊，輕物質含量也偏高。

砂子中的泥會吸附一定量的外加劑，同等條件下相當于減少了外加劑的摻量，使混凝土達不到預期效果。此外，泥的顆粒極細，會粘附在砂粒表面，影響砂粒與水泥漿體的粘結，導致新拌混凝土和易性不佳。而當泥以團塊存在時，會在混凝土中形成薄弱部分，對混凝土的質量危害更大，且混凝土強度越高影響越明顯。

砂子中氯離子含量較高，有可能是將海砂混入河砂中使用。海砂的吸附能力大于河砂，使得新拌混凝土和易性變差。

輕物質多為輕質多孔結構，會吸附外加劑，還會使砂子的蓄水量增大，它的存在降低了混凝土中外加劑的有效摻量，若粘結在骨料表面，還會破壞水泥漿包裹骨料的粘結力，起隔層的壞作用。

3.2 砂率

實驗選取42%的砂率，針對該配合比而言是合適的，但由于1#砂子細度偏細，相當于增加了骨料的總表面積和空隙率，在水泥漿用量一定的條件下，相對而言水泥漿的用量變少了，減少了顆粒表面具有的潤滑層，增加了集料顆粒間的摩擦力，從而降低了拌合物的流動性。

細骨料一般采用中砂，要求細度模數為2.6～2.9，當實際使用的砂子偏細時，應相應的減少砂率或增加水泥漿用量（同時提高膠凝材料與水的用量，保證水膠比不變，但這勢必造成施工成本的增加）以便達到設計要求。

4 控制措施

從原因分析中不難看出，細骨料含泥量、氯離子含量以及輕物質含量顯著影響減水劑效用和摻量，究其原因是其對減水劑會有很強的吸附作用，消耗掉了相應減水劑用量的效能。因此，如何降低細骨料對混凝土外加劑的吸附成為解決問題的關鍵所在。

鑒于國內砂源緊張，機制砂和海砂利用的技術尚不成熟，單單依賴嚴格控制砂源已經不太現實，因此，如何使外加劑能夠有效抑制混凝土細骨料對減水劑用量的影響，降低減水劑的摻量，保持減水劑的使用效能，成為混凝土外加劑供應商需要解決的難題。

目前，日本學者已有研究表明，在制備聚羧酸時引入陽離子單體，可以有效抵抗骨料中泥的吸附問題，還有學者通過聚羧酸和二丙稀二甲基氯化胺共聚物鹽的復配解決了此問題。而我國也有學者著手研究該問題，如劉國棟等研制的Z劑等[3]，其主要作用機理很可能是細骨料對Z劑有更強或更快的吸附作用所致，亦即泥土會選擇性地優先吸附Z劑，從而減少了對減水劑的吸附。但這些研究尚處于起步階段，需要大量的試驗研究來證實、優化。

5 結束語

在工程建設過程中，砂子作為混凝土結構材料的重要組成部分，其質量優劣對整個工程的質量及耐久性具有舉足輕重的影響。隨著建筑業發展和對建筑工程質量的重視，建筑市場用砂數量越來越大，質量上要求越來越高，而合格的河砂資源卻越來越少，由此引發的工程質量，破壞農田、水利資源問題日趨嚴重，砂生產也因資源的變化而有所改變，建筑用砂的質量和數量對建筑市場的影響日益明顯。在河砂資源缺乏的地區，合理使用海砂和優質機制砂進行混凝土施工生產不僅是可行的，其綜合效益也是顯著的。同時在海砂和機制砂使用中，也可以進行建筑材料學科方面的研究試驗，積累經驗，為學科的發展奠定基石。此外，及時研制出具有抵抗骨料中泥、有害物質等吸附的外加劑迫在眉睫，這將對混凝土外加劑行業提出新的挑戰。

[1]蔣林華.混凝土材料學[M].河海大學出版社,2006.

[2]黃家駿.建筑材料與檢測技術[M].武漢工業大學出版社,2000.

[3]劉國棟,關志梅,魏春濤.砂子含泥量對摻用聚羧酸高效減水劑混凝土性能的影響及有效對策[J].商品混凝土，2008(3):15-18.

The effects of fi ne aggregate on the workability of concrete and control measures

Yuling Wang, Hongtao Li
(ZheJiang WuLong Chemical CO.LTD,Zhejiang 313201)

Fine aggregate as an important component part of a concrete structure, has a great impact to the workability of fresh concrete. To fi nd additives which can effectively reduce the effects of fi ne aggregate on the properties of water reducer, and then to get a good fl uidity, cohesiveness and anti-segregation concrete is of great signi fi cance to ensure the construction quality and construction ef fi ciency.

fi ne aggregate;workability;control measures

王瑜玲（1983-），女，碩士研究生，浙江五龍化工股份有限公司。

[單位地址]浙江省德清新市鎮東五龍橋浙江五龍化工股份有限公司技術中心（313201）