地方水利工程粗骨料檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及建議

薛娟 陳安 姜斌

摘 要：對(duì)于水利工程建設(shè)而言，砂石骨料是重要的組成部分，會(huì)對(duì)水利工程建設(shè)的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。在混凝土之中，砂石骨料的占比在70%左右，因此，砂石骨料的性能會(huì)在很大程度上影響混凝土的質(zhì)量?；诖?，本文著重研究混凝土用粗骨料的顆粒級(jí)配，通過(guò)統(tǒng)計(jì)地方石料顆粒及配檢測(cè)的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析影響，提出建議，希望通過(guò)檢測(cè)手段來(lái)優(yōu)化和指導(dǎo)施工，從而保障和促進(jìn)水利工程建設(shè)工程混凝土的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：粗骨料 檢測(cè) 問(wèn)題

1.引言

江蘇省水利工程建設(shè)用砂石骨料要求用SL352-2006《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》來(lái)檢測(cè)，用SL677-2014《水工混凝土施工規(guī)范》來(lái)判定。在粗骨料的選擇當(dāng)中，需要保證其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)能滿足施工的要求，并在試驗(yàn)室通過(guò)篩分的方式來(lái)確定粗骨料的級(jí)配及粒徑。

2.石料的級(jí)配試驗(yàn)流程SL352-2006《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》

（1）用四分法選取風(fēng)干試樣，如果骨料的最大粒徑在20毫米，則其質(zhì)量應(yīng)高于10千克；如果骨料的最大粒徑在40毫米，則其質(zhì)量應(yīng)高于20千克；如果骨料的最大粒徑在80毫米，則其質(zhì)量應(yīng)高于50千克；如果骨料的最大粒徑在150毫米，則其質(zhì)量應(yīng)高于2000千克。

（2）將其過(guò)篩，過(guò)篩的順序應(yīng)為從大致小的順序，直至每分鐘通過(guò)量低于總試樣量的0.1%為止。除此之外，還要確保每號(hào)篩余平均層的厚度，要將平均層的厚度與試樣的最大粒徑值相比較，確保厚度小于最大粒徑值，如果超過(guò)了最大粒徑值，則需要將篩分分成2份，然后進(jìn)行再次的篩分。

（3）稱(chēng)取各篩篩余量（針對(duì)那些粒徑大于150毫米的顆粒，也需對(duì)其進(jìn)行稱(chēng)量，而且要計(jì)算出百分含量）。

（4）對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理，需要依照以下的步驟：

a. 計(jì)算分計(jì)篩余百分率，具體的計(jì)算方法為將各號(hào)篩上的篩余量除以試樣總量的百分率。而且要準(zhǔn)確至0.1%。

b. 計(jì)算累計(jì)篩余百分率，具體的計(jì)算方法是將該號(hào)篩上的分計(jì)篩余百分率與大于該號(hào)篩的各號(hào)篩上的分計(jì)篩余百分率的總和。

c. 為了提升實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，需要取兩次測(cè)值的平均值，并將其作為試驗(yàn)結(jié)果。篩分后，需要將底盤(pán)上的篩余量與每號(hào)篩上的篩余量相加，二者之和與原試樣量相比較，如果二者之間的差異超過(guò)1%，那么則需要重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

3.石料的級(jí)配要求SL677-2014《水工混凝土施工規(guī)范》

（1）首先應(yīng)確保粗骨料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬，并且要使其清潔、級(jí)配良好；

（2）應(yīng)將粗骨料分為小石、中石、大石和特大石四級(jí)，小石的粒徑為5-20毫米、中石的粒徑為20-40毫米、大石的粒徑為40-80毫米、大石的粒徑為80-150（120）毫米。

（3）要對(duì)各級(jí)骨料的超徑以及骨料遜徑含量加強(qiáng)控制。就原孔篩檢驗(yàn)而言，超徑的控制標(biāo)準(zhǔn)為小于5%，遜徑的控制標(biāo)準(zhǔn)為小于10%。就超、遜徑篩（方孔）檢驗(yàn)而言，超徑的控制標(biāo)準(zhǔn)為零，遜徑的控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)小于2%。

（4）各級(jí)骨料應(yīng)避免分離。粒徑為5-20毫米的小石，應(yīng)用孔徑為10毫米的中徑篩檢驗(yàn)；粒徑為20-40毫米的中石，應(yīng)用孔徑為30毫米的中徑篩檢驗(yàn)；粒徑為40-80毫米的大石，應(yīng)用孔徑為60毫米的中徑篩檢驗(yàn)；粒徑為80-150毫米的特大，石應(yīng)用孔徑為115毫米的中徑篩檢驗(yàn)。

4.石料顆粒級(jí)配分析的實(shí)檢數(shù)據(jù)

表格統(tǒng)計(jì)了2018年上半年30組地方水利工程送檢的石料顆粒分析數(shù)據(jù)。SL677-2014中指出超、遜徑宜在40%～70%范圍內(nèi)，而表中只有19組樣品超、遜徑合格（表內(nèi)超、遜徑以原孔篩檢驗(yàn)），合格率只有63.3%。但是如果用GB/T 14685-2011《建設(shè)用碎石卵石》來(lái)檢測(cè)，以下的粗骨料級(jí)配良好。

5.石料顆粒級(jí)配對(duì)混凝土性能的影響

就粗骨料而言，控制好顆粒級(jí)配會(huì)對(duì)粗骨料的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，粗骨料的性能與混凝土的性能密切相關(guān)，對(duì)混凝土影響最大的是最大粒徑以及粒級(jí)配對(duì)。具體而言，（1）骨料的級(jí)配合理才能降低孔隙率，能夠降低水泥砂漿的用量，節(jié)約水泥，降低成本。（2）水泥用量的降低又可以減小混凝土的干縮，降低水化熱，這對(duì)大體積混凝土的澆筑是十分有利的。（3）良好的顆粒級(jí)配，還可以在用水量相同的情況下，提高混凝土的和易性，具有顯著的枝術(shù)經(jīng)濟(jì)的效果。（4）評(píng)價(jià)顆粒級(jí)配的方法包括三個(gè)方面，第一，是指由富勒（W.HFuller）等人于1901-1907年提出的認(rèn)為密度大并且孔隙小的級(jí)配最好。第二，是指表面積理論。這種理論認(rèn)為，骨料的表面積越小，用來(lái)包裹其表面的水泥漿用量就會(huì)越少，因此這種級(jí)配就是最好的級(jí)配。第三，是指粒子干涉理論。該理論取上一級(jí)骨料的間距恰好能夠等于下一級(jí)骨料的粒徑，下一級(jí)骨料填充其間不發(fā)生“干涉”的級(jí)配作為最優(yōu)級(jí)配。根據(jù)以上三種理論得出的最優(yōu)級(jí)配，實(shí)際上就是相近的，但是在實(shí)際應(yīng)用中卻遇到了操作上的困難。石子的粒徑越大，便意味著其表面積減小，這使得所應(yīng)用到的水泥漿也會(huì)隨之減少，最終會(huì)降低用水量，使混凝土的強(qiáng)度增加，因此，應(yīng)選擇粒徑較大的石子。但值得注意的是，并不是石子粒徑越大越好，因?yàn)榱皆酱?，石子中存在缺陷的幾率也?huì)隨之增加，并且粒徑大的石子在攪拌過(guò)程中，會(huì)快速的下沉，這會(huì)嚴(yán)重影響混凝土的顆粒分布，進(jìn)而降低混凝土的強(qiáng)度。如果粒徑較小，會(huì)增加石子的表面積，增加空隙率。這會(huì)在很大程度上提升水泥的用量，進(jìn)而增加成本。（5）混凝土的經(jīng)濟(jì)性和易性會(huì)受到級(jí)配的影響，不僅會(huì)影響到混凝土的強(qiáng)度，而且還會(huì)影響到混凝土的抗?jié)B性以及耐久性。較好的骨料級(jí)配應(yīng)當(dāng)是空隙率小、總表面積小，并且具有有少量的細(xì)顆粒。

6.想法和建議

對(duì)于施工使用而言，應(yīng)從料源控制粗骨料的級(jí)配，有兩種解決辦法：其一、工程開(kāi)工確定料源后，即將所需的粗骨料級(jí)配要求發(fā)給生產(chǎn)單位，按要求供料，而不是隨便購(gòu)買(mǎi)成品（因?yàn)榱蠄?chǎng)有很多是按GB/T 14685或JGJ52的技術(shù)要求生產(chǎn)的不適應(yīng)水利工程的特殊需要）；其二、現(xiàn)場(chǎng)細(xì)分粒徑，按適當(dāng)?shù)谋壤旌鲜褂谩?/p>

對(duì)于檢測(cè)而言，可以分用GB/T 14685和SL 352同時(shí)來(lái)控制粗骨料的品質(zhì)。用GB/T 14685來(lái)確定其級(jí)配是否能用于相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，用SL 352來(lái)檢測(cè)粗骨料的其它參數(shù)（尤其泥塊含量和含泥量）是否能滿足水利混凝土的技術(shù)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T 14685-2011，建設(shè)用碎石卵石.

[2]SL 352-2006，水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程.

[3]SL 677-2014，水工混凝土施工規(guī)范.