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混凝土用砂石相关尺度存在的问题与思考

来源: 雅博体育市海森化工有限公司  日期:2018-04-03 08:14:32  属于:行业动态
文章摘要:通过比力不同国家尺度对混凝土用砂石的规定,发现在混凝土砂、石尺度的主要质量指标存在的区别与问题。对于骨料级配,主要阐发对比Ⅱ区中砂。通过国表里砂石尺度对比呈现的问题进行阐发与思考,提出新的技术要求。

天然砂石是不成再生资源,伴随天然砂石资源逐渐大量使用的状况,为了满足建设用砂石的需求,扩大混凝土用砂石的来源范围,机制砂石逐渐成为混凝土出产的主要砂石源。而我国砂石质量差,级配不合理、空隙率比力高,粒形复杂,对建设用的混凝土和易性产生不利影响,同时对混凝土的力学性能和耐久性造成影响。对于骨料级配,现行规范中认为Ⅱ区中砂更适合配制混凝土。目前国表里砂石规范中,对于骨料级配和骨料粒形规定比力宽泛,且对混凝土性能的影响没有明确。

 

本文对比国表里砂石相关尺度,包罗国内尺度和国外尺度,国内尺度具体有:JGJ 52-2006《普通混凝土用砂石质量及查验尺度》、GB/T 14684-2011《建设用砂》、GB/T 14685-2011《建设用碎石、卵石》、SL 352-2006《水工混凝土试验规程》、CECS104-99《高强混凝土布局技术规程》和DB24 016-2010《贵州省山砂混凝土技术规程》,国际尺度具体有:ISO 6274《混凝土—骨料筛阐发》、美国 ASTMC33—03, ASTMC33—01《混凝土集料尺度规范》、英国 BS882:1992《混凝土用天然集料规范》、日本 JISA5005—1993《混凝土用碎石及碎砂》、德国 DIN4226-1:2001《混凝土和灰浆集料》、澳大利亚 AS2758.1-1998《工程应用骨料和岩石》和欧标BSENl2620:2002《混凝土用骨料》,通过对国表里砂石的研究与阐发,对相关尺度中骨料级配、砂石指标、石粉含量及砂的压碎指标方面存在的问题进行了思考与阐发,并提出了新的技术要求,希望为砂石相关尺度的制订与修订提供参考。

 

1  术语

相关尺度对砂石的相关术语列于表 1。

 

 

2 骨料配级

骨料的颗粒级配即不同粒径的砂彼此搭配的情况。砂的粗细程度分为粗、中、细、特细四级,良好的级配能使砂的孔隙率和总表面积均减少,从而在保证良好施工性能的前提下,使混凝土胶凝材料浆量减少,并能提高混凝土密实性、强度和耐久性。

 

JGJ 52-2006 明确规定砂筛采用方孔筛代替了圆孔筛,大量的试验注解方孔筛的细度模数一般要比圆孔筛细度模数稍大,两者相差0.1。一般情况下,方孔筛和圆孔筛试验两者准许误差0.2的范围内,且大量试验验证筛孔外形的改变不会对骨料级配数产生较大影响。

 

国际上对各行业的试验筛有统一的尺度,ISO/TC171水泥和混凝土委员会,1982年制订ISO 6274,对骨料的筛分方法规定混凝土骨猜中颗粒级分布的方孔筛方法,如表2试验用筛筛孔尺寸。

 

从表2试验用筛筛孔尺寸中可以看出,发达国家(如美国、英国、欧盟国家等)骨料颗粒级配范围差异不大,其中欧盟宜采用A系列的筛孔尺寸;美国、英国、日本等发达国际及多数国家多采用B系列的筛孔尺寸;我国 GB/T14684-2011、GB/T 14685-2011 尺度均采用B系列,SL 352-2006 中骨料试验筛采用C系列。A/B/C系列均未对筛孔尺寸150mm、120mm试验筛提出技术要求,且筛孔大于尺寸150mm时,筛孔尺寸偏差及测试时的金属丝直径,都需要我们重新思考,选择合适的方法去衡量。各国对于中砂级配的要求如表3所示。

 

从表3中可以看到,总体上看,各国对于砂级配控制范围宽泛,比拟之下,英国对中砂的要求最为宽泛;美国、日本及中国对于中砂级配控制范围较小。

 

按照表3可以看出,GB/T 14684—2011对于人工砂0.15 mm 的筛孔尺寸通过百分率为6%~20%,比拟其他国家高点,说明0.15 mm 尺寸以下颗粒很多,而0.6 mm 的筛孔尺寸通过百分率为30%~59%,比拟其他国家低点,说明0.6 mm 尺寸以下颗粒很少。GB/T 14684—2011规定的0.15~0.6 mm通过百分率不合理,会造成机制砂级配中呈现两头大中心小问题,且筛孔尺寸 0.15~0.6 mm之间的颗粒多少对混凝土的工作性、抹面和泌水有很大的影响, 因此II 区机制砂级配规定应该中降低0.15 mm通过百分率,增大0.6 mm 的通过百分率,避免颗粒的不均匀性。保举使用JGJ24—2011尺度中 0.15 mm 通过百分率为0~10%,出产混凝土可提高工作性能。

 

3  国表里相关混凝土砂石指标

现代混凝土技术的高速成长,在建筑施工中高标号、高性能的混凝土使用越来越频繁,C60以上混凝土对砂、石的质量要求,人们也越来越关注。为了满足工程使用的要求,各国对混凝土砂石指标的要求如表4所示。

 

按照混凝土强度等级不同,砂石指标有所差异。从表4可以看出,在C60级混凝土比拟之下,国外对砂、石中含泥量极限值更加宽松。不异的砂,我国考虑到地质条件下对实际含泥的影响状况,同时考虑到在运输过程中对砂产生的必然污染状况,因此JGJ 52-2006将混凝土含泥量定在≤2%是合理的。不异的石,我国所测针片状含量远远小于英国所测值,即使出产采用针片状含量较低、粒径不好的碎石,也会对混凝土性能造成必然的影响。因此在针片状之外提出更为严格的粒形控制指标,是很有必要的。通过研究发现骨料不规则颗粒对混凝土和易性和强度确实有很大影响,当骨料不规则颗粒含量超过 30%时,混凝土各项性能呈现明显下降。反过来,假如骨料粒形效果好,混凝土各项性能都能提高,所以应该提出骨料不规则颗粒含量建议不大于 20%[1]。

 

4  石粉含量

混凝土中使用的天然砂是一种不成再生的资源,是经过亿万年的时间才能形成。随着现在建设规模的扩大,对混凝土的质量要求越来越严格,优质的天然砂资源紧缺,同时可持续成长战略逐步实施,“人工砂高强混凝土”、“人工砂流态混凝土”、“高性能人工砂混凝土”的相继完成,使用人工砂代替天然砂的场所排场已成为砂行业未来成长的趋势。

 

人工砂含有石粉,是由岩石经开采(爆破)—机械破碎—筛分而成,小于0.075mm的颗粒。石粉是一种掺入水泥中不参与水化反应,比表面积较大的惰性物质,石粉具有完整的微级配、粗糙的表面、较高的表面能和亲水性,在混凝桶麋面起到很好的填充效应、晶核效应、活性效应等作用,同时石粉能够使浆体密实,孔隙率减少,使水化物结晶颗粒尺寸变小,取向程度下降,降低骨料周围浆体的试剂水灰比,从而改善了混凝土的和易性。不同的尺度对石粉含量的要求如表5所示。

 

 

从表5可以看出,国内石粉在C10以下的强度等级出产混凝土时,一般水泥用量少,从而弥补了人工砂和易性差的弊端,因此尺度从C20强度等级混凝土石粉含量最先要求是符合要求的。考虑到采矿时土层没有彻底清除干净有残留物或者人工砂中夹有泥土的状况,JGJ52-2006尺度要求人工砂或混合砂需先经过亚甲蓝法判定石粉含量,来满足对混凝土耐久性设计的要求是比力合理的。国外尺度对石粉含量的要求如表6所示。

 

 

与国内比拟,国外尺度对石粉含量的限制范围比力宽。一方面各个国家尺度对细骨料级配有所不同,配制混凝土有工作性时,可以通过引气、增加水泥或者矿物掺和料等方法改善细粉的问题;另一方面欧洲国家对石粉含量没有严格限制,欧洲尺度化委员会(CEN)于2002年10月1日批准的《混凝土用骨料》(BSENl2620:2002)规定,准许粉体含量超过限定范围,该等级和含量由出产厂家决定。

 

5  砂的压碎指标

压碎值指标是查验人工砂其坚固性及耐久性的一项指标。不同尺度对砂的压碎指标如表7所示。

 

大量试验证实,人工砂的压碎值指标对中、低等级混凝土的强度一般不受影响,对高等级混凝土抗冻性无显著影响,却能够对混凝土耐磨性明显下降的影响。混凝土中砂的级配直接与压碎值相关,因此JGJ52-2006人工砂的压碎指标不大于30%是符合要求的。

 

6  结论

由于现代混凝土技术正处于革命性的变化时期,旧尺度没有完全打破,新尺度正在成立,尺度和规范中存在必然问题和矛盾也是正常现象。在现阶段的建设施工中混凝土的要求很高,尺度和规范 “包打天下”的时间已经成为过去式,现在就需要时间,我们用平常心对待,积极思考、及时纠正和改变。

 

与国外比拟,我国砂石尺度各项指标相对比力严格,广泛吸取国外科研成果,并积极借鉴国外尺度。我们不是鼓励不执行尺度与规范,不鼓励冲破尺度,对其提出新技术要求,而是按照施工的工程实际和详实试验数据、现象进行探索和独立思考,在今后一段很长时间,要成立一条系统的数据库,便利工程所需。


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