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止于至善

有混凝土的地方,就会有我

 
 
 

日志

 
 
关于我

闻宝联,工学博士,教授级高工,天津市市政工程研究院副总工程师,同济大学、天津大学校外硕士导师,新加坡《urban transportation &construction》杂志副主编,中国土木工程学会混凝土质量专业委员会委员,中国土木工程学会混凝土耐久性专业委员会委员,中国建筑业协会混凝土分会专家组成员,中国腐蚀与防护学会建筑工程专业委员会委员,中国商品混凝土企业联合会专家委员会主任委员,中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品协会理事,数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。

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集料的质量突变和应采取的措施!  

2016-01-31 08:04:45|  分类: 混凝土质量控制 |  标签: |举报 |字号 订阅

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聂法智(北京奥航集团,总工程师)

骨料的变化情况可能会导致混凝土的某些现象:


一、颗粒变大,在生产过程中,如果石矿所供应的石子粒径一直为同一个粒径时,生产基本上可以很稳定。但石子的粒径变化后,很容易造成混凝土的骨料外露的情况发生,严重的还会导致混凝土的离析、泵送时候的堵管等。造成这类情况的原因是:(1)石矿石子的粒径变化,比如原先颗粒粒径最大为 25mm 的,由于生产出来的 31.5mm 的多了,25mm 的供不应求时,就会供应较大粒径 (31.5mm) 的石子过来。如在收货的时候没有发现,就容易出现这类上述情况的发生。(2)堆放过程中,堆放过高,由于骨料自身的滚动,从堆料的顶部会滚落下来,导致外围的石子颗粒均偏大,而堆场中间的石子粒径偏小。在生产过程中,用到外围的石子时也容易出现上述的现象,而用到里面的时候,就显示出没有什么大的颗粒。


针对上述第一种情况,可以在进货的时候及时查看,加强管理来处理,实现分场堆放,则可以避免该情况的发生。第二种情况,可以采取对下料溜槽进行处理,使得堆放的骨料可以相对比较均化,避免不同粒径的分层。


二、石子里面的石粉含量变化,在石子供应紧张的时候或者某些供应商的问题,供应的石子里会出现夹心(石子+石粉+石子)的情况,在生产过程中,如果使用到这类石子时,通常会导致是混凝土坍落度损失过快,混凝土粘料情况比较严重,尤其是低坍落度的混凝土,这类现象尤其严重。对混凝土的质量影响很大。表现在:用水量突然变大,坍落度损失快。

处理意见:

(1)增加混凝土的用水量以及外加剂的用量;

(2)减少这类石子的进场,从源头制止这类情况的发生。


三、石子里面的风化石:在石子开采过程中,有时开采到岩层的表层时,会带入很多的表层石子(风化层),这类石子的压碎值均不高。在铲车等上料过程中基本上会压碎,有些严重的,遇水后会化开。这类石子还有一个现象是吸水率比较大,通常情况下,含量在 30% 左右的风化石的混凝土的用水量要大于一般混凝土的用水量,大约在 40~60kg 左右。在验收过程中,回弹基本上都不能符合要求。


针对这类情况,通常建议,严禁使用风化石的骨料。

四、石子的含泥量。含泥量的大小直接影响混凝土的和易性、坍落度以及后期的强度与耐久性。对于有条件的,可以采取冲洗的办法,保证石子含泥量的百分率,从而可以保证混凝土的质量和成本。


高国成(威海市威龙建筑安装有限公司,技术经理

混凝土骨料是指粗骨料(石子)和细骨料(砂子),在混凝土中起到骨架的作用,同时也是混凝土原材料中比较稳定的材料。粗细骨料的比例即砂率是影响混凝土和易性的主要因素,同时也是影响混凝土耐久性能的一个重要因素。尤其是现代的商品混凝土大多数都是泵送混凝土,泵送混凝土对砂率的要求也是很高的,一般为 35%~45%,由于地方性骨料的影响,有的普通 C30 混凝土的砂率都高达 46%~47%,但是只要配合比合理,一样可以配制出和易性和耐久性符合要求的泵送混凝土。这就要求我们通过配合比实验确定最佳砂率来满足生产要求。在实际生产中骨料的变化影响着混凝土的和易性和施工性。


①粗细骨料含水率的变化。尤其是大雨、雪过后或者新进含水率过高的骨料都会使砂率发生了变化,如果不及时调整,就会造成细骨料不足,粗骨料过多的现象,同时单方用水量过大,混凝土出现离析、含砂不足,泵送困难。作为技术人员要及时实验,通知搅拌人员及时调整加大含水率,同时要调整单方用水量;


②粗骨料颗粒级配、针片状、石粉含量、含泥量等引起的和易性变化。粗骨料级配突然出现级配大,砂率应降低,断续级配过大,砂率反而要提高。针片状过多,混凝土的流动性能降低,严重要调整水泥浆体和砂率。石粉含量变化也是影响混凝土和易性的因素,要严格控制。含泥量过多也要调整外加剂的掺量和降低砂率;


③细骨料的变化。细骨料的颗粒级配、含泥量、泥块含量也是影响砂率的因素,调整办法与粗骨料大同小异。


尤其现在骨料的骨料开采管理很混乱,基本上供货商供应什么样的材料,搅拌站就需根据材料调整配合比,这无疑对于优化配合比是一个阻碍。要根据现有的骨料供应商的材料,采取级配分不同厂家采购。根据实验比例搅拌站自己混合使用,确定一个良好的连续级配,对于控制砂率和优化配合比是非常关键的,而不是被动的根据骨料供应商供应的材料而随意地掺加。


赵恒树(山东亿辰混凝土有限公司,总工程师)

粗骨料又称石子,也就是我们常说的碎石和卵石。临沂地区常用的是碎石,但又因石质的不同分为石灰岩碎石和花岗岩碎石。花岗岩碎石与石灰岩碎石相比,具有片状颗粒较多、吸水率较大的特点,因此,在设计混凝土配合比时应增加用水量和胶凝材料的用量。由于花岗岩石材的硬度较高,在破碎时所产生的片状颗粒较多,采用这种石子配制混凝土时,在配合比相同的条件下(与石灰岩石子相比),混凝土拌合物的流动性就稍差一些。若想要达到相同的流动性,就必须增加适量的粉煤灰或者其他胶凝材料。花岗岩石子的质量比较稳定,只要是颗粒级配调整好后,其他指标变化不大。性能变化大的是石灰岩石子。下面就重点谈谈石灰岩石子的质量突变现象和应采取的应对措施:


(1)颗粒级配突变:由 5~25mm 或 5~31.5mm 的连续级配变成了 10~25mm 或 10~31.5mm 的单粒级级配。在所进石子的料堆上看不到小于 10mm 的石子颗粒。采取的应对措施是:增加石子总用量约 10% 的粒径为 5~10mm 细石子,该细石子的用量要从石子总量中扣除。也可以增加 4% 的砂率,来提高混凝土拌合物的流动性。这两种方法都应增加 10kg/m3 的水泥用量,以弥补骨料比表面积的增加。


(2)含泥量的突变:较好的石子含泥量都在 1% 以内,当发现所进石子表面 1/3 以上的颗粒都粘有黄泥时,此时的含泥量已经大于 2%。采取的措施是:增加外加剂的掺量 0.1%~0.3%,因为泥土会吸附外加剂,含泥量越大,所增加外加剂的掺量也越大,反之越小。


(3)页岩含量的突变:较好的石子是不含有页岩颗粒的。当发现所进料堆中片状颗粒较多,并且颜色明显发青时,必须检测页岩颗粒和针片状颗粒含量。若经检测此两种颗粒含量超过 10% 后,必须采取增加用水量和水泥用量(在保持水胶比不变的情况下)的措施。


陈培标(连云港阿福建材有限公司,总工程师)

早期我们对骨料的认知是在混凝土中主要起到骨架支撑作用,故骨料又被称着骨料。所以对骨料的要求仅从混凝土强度的影响,即水泥石与骨料的粘结牢度。所以对普通商品混凝土而言,只要符合 JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石质量及验收标准》要求的骨料,骨料对混凝土工作性能和后期质量的影响几乎或略不计。


然而,近年来由于国家对国土资源的管制,部分地区混凝土原材料资源出现了较大的紧张和变异。尤其是骨料的品种、来源的不同和突变,使经常出现不符合 JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石标准》要求的骨料出现生产过程中。故而商品混凝土的工作性能和后期质量也发生了较大的变异。


不管问题如何千变万化,但不外乎归纳为粗骨料的品种和含泥量的不可控。2013 年苏南地区碎石由于受浙江石矿山关闭风潮的影响,大多数商砼站的采购来源不再固定,原来使用浙江矿的碎石改成常州溧阳、安徽、湖北等地不同类型碎石。甚至有个别黑心供应商将不能使用于混凝土的油页岩石、煤矸石掺混进常规粗骨料中。上述现象的发生造成两方面结果:一是混凝土强度的下降,二是混凝土流变性能变差。


笔者曾经拿过两个类型的碎石做过低强度等级混凝土试拌试验,一类是起骨架作用的常规碎石,另一类是不能起骨架作用的碎石。水灰比 0.48 的 R28 强度分别是:起骨架作用的为 48.2MPa,不起骨架作用的为 37.2MPa;与冯乃谦先生的理论吻合。混凝土坍落度经时损失方面:起骨架作用的初始坍落度 205mm,1h 后坍落度为 185mm;不起骨架作用的初始 坍落度 170mm,1h 后坍落度为 70mm。在 4h 后,上述两个试验样本坍落度均为 0mm,并分别加水和减水剂再拌合试验,起骨架作用的碎石混凝土仍能打开,并具有流变性能,而不起骨架的样本不具有上述作用。故而不起骨架作用的粗骨料拌合的混凝土在失去塑形后不能降级使用。


粗骨料的另一突变是含泥量、石粉严重超标。标准里碎石无石粉含量说法,均归为含泥量。实践中泥与石粉对混凝土的强度与工作性改变各有不同。含泥量对混凝土强度、裂缝有较大的影响,石粉对混凝土工作性能影响较大。笔者的试验数据为:每方混凝土中石粉含量 ≤20kg 时对混凝土的坍落度经时损失、28d 抗压强度影响较小,当每方混凝土中石粉含量达 30kg 时,3h 后混凝土出现假凝。故而粗骨料的石粉含量控制指标应综合其他材料确定。


细骨料近年来由原来的只使用 Ⅱ 级配中砂自然砂逐渐发展成特细砂、人工砂和自然中砂混合使用特征。浙江部分地区使用的人工砂与自然砂中砂接近,故可单独配制混凝土。特细砂在江苏地区应用较多,该品种只能与中、粗砂混合使用。细骨料突变主要反映在三个方面:一是人工砂的石粉含量过高,二是泥含量超标,三是级配不合理。石粉含量过高与粗骨料一样,改变的是混凝土的工作性能;级配不合理改变的是混凝土的和易性,即造成砂率过高或者砂率较低,从而造成强度降低和堵泵。人工砂的使用还应考虑其化学指标氧化铝含量的控制,并避免人工砂母岩与拌合混凝土的碎石母岩一致,以避免混凝土中氧化铝总含量过高,造成混凝土水化反应过速。


骨料的突变不管是母岩的变化,还是含泥量、石粉含量的超标,归根结底主要还是与其他材料的相容性问题,尤其是对外加剂的影响较大。含泥量和石粉含量超标过高,外加剂分子则被大量吸附,使外加剂未能起到预期作用。

总而言之,不管骨料如何变化,只要一做好管控工作,二多做试验分析,突变引起的后果均能得到有效控制和解决。


张伟(临沂大学建筑学院,高级工程师)

粗骨料(碎石、卵石)影响混凝土品质的关键因素有:粗骨料的连续性级配发生变化;粗骨料的针片状含量发生变化;粗骨料含泥量发生变化;粗骨料含水量发生变化;粗骨料的压碎值指标;含有气孔的粗骨料的吸水率;粗骨料潜在的碱骨料反应等。


(1)正常情况下,粗骨料应该满足或者接近 5~25mm 或 5~31.5mm 的连续性级配要求,如果粗骨料的连续性级配发生明显变化,则需要增加混凝土砂率 2%~4%,同时混凝土外加剂掺量增加 0.1%~0.2% 来调整混凝土配合比,满足混凝土技术性能。


(2)粗骨料的针片状含量理应满足国家或行业规范要求,如果混凝土粗骨料针片状含量突然明显增加,则需要增加混凝土砂率 2%~4%,同时混凝土外加剂掺量增加 0.1%~0.2% 来调整混凝土配合比,满足混凝土技术性能。


(3)粗骨料的含泥量理应满足国家或行业规范要求,如果粗骨料含泥量增加明显,一是通过水洗法淘洗粗骨料;二是通过适当增加混凝土外加剂的掺量 0.1%~0.4%(具体数字通过试验确定)来调整混凝土配合比,满足混凝土技术性能。


(4)一般情况下,粗骨料的表面含水率在 0%~1.5% 之间,粗骨料的表面含水如果波动在正负 0.5% 以上时,就要考虑修正混凝土生产时的单方混凝土用水量。


(5)粗骨料的压碎值指标理应满足国家或行业规范要求,如果压碎值指标不满足规范要求,就要考虑掺配硬度更大一些的粗骨料,具体比例由试验确定,还要考虑到尽可能满足 5~25mm 或 5~31.5mm 的连续性级配要求。生产实践中,碎卵石可以和碎石搭配使用。


(6)有的地方粗骨料含有气孔(非陶粒),使用这类粗骨料时,要经过生产前的混凝土试拌试验来寻找到混凝土实际用水量和表观用水量,检验混凝土和易性和坍落度损失,做到心中有数。


(7)如果当前粗骨料有潜在的碱骨料反应的可能性时,为慎重起见,应暂停混凝土施工,待权威检测机构检测后,再做下一步的决策,更换粗骨料品种或者可以放心使用或者采取可靠措施手段后使用。

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