砂石含泥量對混凝土工作性及抗壓強度的影響

馬明英 馬小平

（銀川能源學院 寧夏銀川 750105）

在現(xiàn)代建筑中，不能缺少的一種重要材料就是砂石，評價混凝土用砂石骨料質(zhì)量標準的關鍵性指標之一即為含泥量，如果具有較高的含泥量情況，會增加用水量，不良的影響到混凝土拌合物的工作性、混凝土強度。所以，必須要高度的重視好研究砂石含泥量對混凝土工作性及抗壓強度的影響，確保所配制的混凝土具備合理等級。

1 混凝土概況

混凝土的構成為水泥、石子、砂、水和相應化學外加劑，通過水泥凝結硬化所得，強度、耐久性較高。混凝土重要構成材料就是砂、石，稱作骨料，在混凝土總體積中占據(jù)70%的比重。工作性涉及到三方面，即流動性、粘聚性、保水性，為混凝土拌合物，對于各種施工環(huán)節(jié)的操作提供便利性，能夠讓結構更加均勻，并且使得密實性更強。含泥量為混凝土用砂石骨料質(zhì)量標準內(nèi)關鍵性指標，國家以及行業(yè)標準中，均嚴格的提出含泥量限制，對于混凝土來說，需要天然砂含泥量在5%之內(nèi)，石子含泥量在1.5%之內(nèi)。但砂石通常為天然地方性材料，多項因素（產(chǎn)地、采集等）均可以對最終材質(zhì)構成影響，各因素的作用下，能夠改變砂石材質(zhì)，或者出現(xiàn)砂石含泥量超標問題。所以需要實施各種有效的途徑對此形勢進行應對。

現(xiàn)代混凝土中，實施硅酸鹽水泥作膠凝材料這種形式，應用的時間已經(jīng)較長，得到廣泛的認可以及滿意，但對于骨料含泥量跟混凝土的強度以及性能等等方面所產(chǎn)生的影響的內(nèi)容還相對不多，特別是在定量角度講。因為以往人們只是在意砂石級配、形貌等可以顯著的影響到混凝土性能的特征，不重視骨料含泥量的影響作用。而且實踐中，在基于各項因素影響的基礎上，非常不容易明確混凝土性能的關鍵性因素，例如在增大骨料含泥量時，會相應的降低混凝土強度，但同體積骨料增大含泥量，降低單位用水量情況下，會將混凝土的強度提升。所以，國內(nèi)外在此問題上未形成統(tǒng)一定論，針對分析骨料的含泥量影響到混凝土拌合物工作性的內(nèi)容還需要不斷的探索，而且在解釋骨料的含泥量影響到混凝土強度的方面，未來需要更多的研究予以支持論證。

2 試驗研究

2.1 試驗依據(jù)和材料

對于檢測水泥的方法以及標準，必須要嚴格的遵循標準依據(jù)，也就是我國提出的《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》（GB/T 17671—1999）、《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》（GB/T 1346—2011）等等內(nèi)容。對于研究的設計配合比以及坍落度試驗方面，主要是分別參考《普通混凝土配合比設計規(guī)程》（JGJ 55—2011）以及《普通混凝土拌合物性能試驗方法》（GB/T 50080—2002）。

在本試驗中所應用到的材料包括水泥、砂子、石子以及水。其中，水泥的標準就是42.5R級普通硅酸鹽水泥；砂子為中砂，細度模數(shù)是2.8；石子是單位級集料，規(guī)格分別是 5～15，15～20，20～30；普通自來水。另外，泥為0.15mm篩的粘土。

2.2 試驗過程

進行設計配合比主要是遵循《普通混凝土配合比設計規(guī)程》（JGJ 55—2011）相關內(nèi)容展開，密切的考慮到原材料各項技術指標，并且對坍落度設計標準方面進行充分的考慮，也要全面考慮到其他的一些內(nèi)容，通過綜合的分析，最終確定好科學的日常生產(chǎn)用配合比，混凝土的強度等級C40。

針對立方米混凝土材料用量，初定的比重主要是按照以下的方式，即水：水泥：砂：石子=154：321：707：1290，水灰比、砂率各自為 0.48、0.354。清洗前面應用到的碎石以及砂，進行風干處理，得到零含泥量。按照預先設置的配合比，按照順序落實坍落度試驗以及抗壓強度試驗，最終得到了49.5MPa的28d抗壓強度，坦然度是50mm。采取烘干粘土（0.15mm篩出），進行混合土和碎石，之后展開勻稱的攪拌，比例就是遵循0.5%～3%進行，配制出含沙量各異的碎石，在表面上實施灑水處理，而且碎石表面不為，要展開包裹泥土工作。之后充分的風干，結束這項操作之后，落實接下來的試驗。再依照以上的模式，采取1%～10%的比重，攪拌土和砂，同樣配制含泥量不同的砂再落實繼續(xù)試驗。選用四份不同含泥量的砂，即含泥量1%、2%、3%、5%，同時采取五份含泥量不同的石子，即0.5%、1%、1.5%、2%、5%，嚴格的遵循正交表，展開標準流程的混凝土和易性和抗壓強度試驗。結束此項內(nèi)容之后，嚴謹分析，掌握住砂子含泥量情況，探究石子含泥量跟混凝土拌合物以及易性、抗壓強度相關情況。

3 試驗結果分析

3.1 試驗結果

（1）在粗集料含泥量的影響方面。不同比例石子含泥量展開混凝土拌合，進行檢測坍落度以及28d立方體抗壓強度，觀察結果表明，混凝土的坍落度會在增加石子含泥量同時，出現(xiàn)減少的現(xiàn)象，同時在提升石子含沙量的基礎上，在混凝土的立方體抗壓強度方面，產(chǎn)生的改變就是大幅度的減少，石子含泥量在1%以上的情況下，則能夠?qū)τ诨炷量箟簭姸?、坍落度構成嚴重的影響。所以，應該確保石子含泥量在1.0%之內(nèi)的范圍為宜。

（2）在細集料含泥量的影響方面。不同比例砂石含泥量落實混凝土拌合，檢測其坍落度和28d立方體抗壓強度，可以觀察到的結果就是，在增加了砂石含泥量的情況下，會出現(xiàn)降低混凝土的坍落度的現(xiàn)象，同時抗壓強度同樣顯著程度的降低。如果砂石含泥量在3.0%以上，則能夠?qū)τ诨炷恋奶涠?、抗壓強度兩項指標產(chǎn)生嚴重的影響，提示砂石含泥量應該控制在3.0%之內(nèi)為宜。

（3）在影響混凝土7d抗壓強度因素方面，砂子含泥量跟石子含泥量相比明顯更多的情況下，影響28d抗壓強度因素的主次順序跟前者是具備一致性的。對于7d抗壓強度，在石子含泥量的影響方面上沒有產(chǎn)生幅度較大的改變，但砂子含泥量具有明顯的影響情況。砂子含泥量存在顯著的影響混凝土28d抗壓強度的情況。在分析石子含泥量對于混凝土抗壓強度所形成的一些影響的結果方面上，0%～2.0%范圍中，粘土含量沒有非常顯著的影響到混凝土抗壓強度，或者具有稍微的增高的趨勢，具有1%含泥量情況下，會較小幅度的降低強度，具有增加個別試驗結果的趨勢。產(chǎn)生此種現(xiàn)象的因素就是，粘土質(zhì)地堅硬，發(fā)揮出微細集料功效，將混凝土的孔隙進行有效的填補，并且對于混凝土的結構缺陷有效的彌補，使得混凝土的強度有效的提升。但是，在含泥量為5%以上時，會出現(xiàn)更加顯著的降低幅度。另外，在增加粗細集料含泥量期間，進行外加劑摻量或水泥用量的增加，可以將混凝土生產(chǎn)成本提升。對于粗細集料含泥量，能夠?qū)τ诨炷疗渌阅墚a(chǎn)生不同程度的影響，所以需要不斷的進行深入試驗研究，對影響和產(chǎn)生影響的程度進行嚴密的分析。綜合考慮規(guī)范標準，嚴格的依照粗細集料含泥量影響到混凝土性能相關因素，表明了混凝土配合比的最科學合理的方法就是，控制好石子含泥量、砂含泥量分別是在2%之內(nèi)、3%之內(nèi)。

3.2 原因分析

①粘土可以不同程度的降低水泥石本身及其跟骨料間黏結強度。在骨料的表面上，如果存在粘土的附著的情況，則使得骨料不能直接的接觸到水泥漿體，使得雙方之間形成明顯的滑動問題，最終對于粘結強度構成嚴重的影響。同時分散型的泥，可以構成漿體的硬化的影響現(xiàn)象，如果產(chǎn)生這種問題，則會減小水泥石的強度性等級。另外，使得混凝土軟弱的關鍵性區(qū)域之一就是泥塊，需要引起高度的重視。②粘土可以將應力更加集中。集中應力即材料產(chǎn)生受力的環(huán)節(jié)，在其表面和內(nèi)部缺陷的位置，產(chǎn)生了相應的力量，這種應力會顯著的大于平均應力，一旦產(chǎn)生集中應力現(xiàn)象，勢必會降低混凝土的強度。粘土可以讓混凝土出現(xiàn)應力集中的問題，那么在混凝土的強度方面，粘土充當著一定的影響力。對于高強度混凝土而言，其具有水灰比而且是相對較小的，提升水灰比期間，會讓高強度混凝土敏感度相應提升，所以，相對低強度混凝土而言，含泥量能夠更顯著的影響到高強度混凝土的強度。而且因粘土能夠于混凝土中構建起薄弱區(qū)域部位，就會使得高強度混凝土強度差增加，這種情況下，勢必會增大應力集中。鑒于此，需要對于高強度混凝土含泥量科學的把控、合理的掌握。③粘土可以削弱混凝土工作性。骨料的表面上，粘土對其附著的情況下，可以使得粘土吸走表面的拌合水，也能夠讓粘土把減水劑吸走，勢必會減小混凝土坍落度，影響混凝土工作性。

4 結語

在此次研究中，采取試驗分析的方式，探究各種含泥量的砂以及石配制混凝土相關內(nèi)容，了解到其對于混凝土性能產(chǎn)生的影響的有關規(guī)律，最終獲取配制混凝土的試驗數(shù)據(jù)具備良好的科學性和合理性。通過進行此項研究，可以推動在力學角度基礎上，分析混凝土中骨料功效，提供給未來設計高強高性能混凝土材料有價值的指導，并且在開發(fā)人造輕骨料方面具有重要的指導意義，以及對于配制輕骨料混凝土的借鑒價值巨大。通過相關的規(guī)律，能夠更好的優(yōu)化混凝土配合比，對于混凝土質(zhì)量水平實現(xiàn)有效控制。