探究特細(xì)砂混凝土在中小型水利市政工程中的應(yīng)用

摘? ? 要：據(jù)調(diào)查，特細(xì)砂混凝土大部分用于工民建基礎(chǔ)墊層和磚混結(jié)構(gòu)中，且是中、細(xì)砂混合使用，沒有大力推廣。其原因是行業(yè)管理和試驗(yàn)人員對(duì)特細(xì)砂配制的混凝土性能掌握不夠，對(duì)BJG-1965《特細(xì)砂混凝土配制及應(yīng)用規(guī)程》，混凝土試配時(shí)采用的砂率偏高，甚至套用粗、中砂混凝土的砂率;拌和用水過大，又不進(jìn)行和易性試驗(yàn)，攪拌不均勻，振搗時(shí)間不夠，不養(yǎng)護(hù)或養(yǎng)護(hù)欠佳。致使抗壓強(qiáng)度過低，混凝土收縮、干裂現(xiàn)象嚴(yán)重，影響了推廣使用。

關(guān)鍵詞：特細(xì)砂;混凝土;中小型;水利市政;工程應(yīng)用

1? 引言

特細(xì)砂混凝土即用細(xì)度模數(shù)為0.7～1.5的河沙配制而成的混凝土，該混凝土的力學(xué)性能、耐久性等均跟中細(xì)砂配制的混凝土性能接近，其具有粘聚性強(qiáng)、和易性好、易振搗等優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)用在中小水利工程中，取得顯著效果。

2? 意義

用細(xì)度模數(shù)為0.7～1.5的砂配制的混凝土稱特細(xì)砂混凝土。例如某省，由于歷史上黃河泛濫沉積和經(jīng)風(fēng)力推移形成大量砂丘，有大量的特細(xì)砂和粉砂，缺乏中粗砂，砂子細(xì)度模數(shù)在0.38～1.45之間。經(jīng)對(duì)某河砂進(jìn)行試驗(yàn)，細(xì)度模數(shù)為1.20～1.45，含泥量在5%以內(nèi)。水工混凝土多使用中砂，缺少中砂時(shí)，通常采用粗、細(xì)砂混合使用。近幾年來，通過對(duì)鋼筋混凝土灌注樁橋、灌區(qū)一期工程小型橋、閘、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)廣場地下排水管道墊層、停車場墊層、辦公樓基礎(chǔ)墊層進(jìn)行了試驗(yàn)，均使用當(dāng)?shù)睾忧械奶烊惶丶?xì)砂拌制混凝土，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，通過實(shí)踐，在一定條件下特細(xì)砂可配制C10～C25的混凝土。通過摻用石屑替代部分特細(xì)砂配制水化熱、抗裂性好、質(zhì)量優(yōu)良高強(qiáng)度的混凝土。

3? 特細(xì)砂混凝土的性能分析

3.1? ?砂率對(duì)強(qiáng)度的影響

在《水工混凝土施工規(guī)范》中，按照砂的細(xì)讀模數(shù)將其劃分為四個(gè)等級(jí)，分別為特細(xì)砂、細(xì)砂、中砂、粗砂。而特細(xì)砂混凝土的砂率會(huì)對(duì)混凝土的性能產(chǎn)生影響，而砂率是否合適將會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度和用水量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：特細(xì)砂混凝土的強(qiáng)度對(duì)砂率的敏感度高于中砂混凝土。

3.2? 特細(xì)砂混凝土坍落度跟蓄水量的關(guān)系

特細(xì)砂混凝土的坍落度每增加2cm，其單位面積上所需的數(shù)量也相應(yīng)增加10kg，約中粗砂的2倍，而與之相對(duì)的，坍落度每增加一個(gè)等級(jí)，其需要水泥的用量需增加20kg，這不利于大體積混凝土。

3.3? 特細(xì)砂混凝土抗?jié)B性能分析

由于特細(xì)砂混凝土的和易性好，在振搗時(shí)具有較好的流動(dòng)性，因此其抗?jié)B性能常常高于中粗砂混凝土，隨著砂細(xì)度模數(shù)的減少，其抗?jié)B性能的等級(jí)反而升高。

4? 特細(xì)砂混凝土配制的技術(shù)措施

4.1? 適當(dāng)延長特細(xì)砂混凝土拌和時(shí)間，可保證混凝土拌和物均勻

由于特細(xì)砂中細(xì)顆粒數(shù)量多，混凝土拌和物粘滯度大，不易攪拌均勻。如果混凝土用水量偏高，混凝土澆筑后易產(chǎn)生收縮，沉降裂縫。因此，除配合比設(shè)計(jì)中采用低砂率、摻用減水劑等措施降低用水量外，施工中還應(yīng)適當(dāng)延長拌和時(shí)間1min～2min，保證混凝土拌和物質(zhì)量的均勻性，加強(qiáng)振搗和養(yǎng)護(hù)，提高施工質(zhì)量。

4.2? 采用低砂率、低坍落度可使用水量與中砂混凝土相近

混凝土是水泥包裹砂子形成砂漿，砂漿包裹石子形成的人造石。砂子用量多少直接關(guān)系到水泥用量，石子四周包裹的砂漿厚度大了，就會(huì)降低其骨架作用，直接降低混凝土的抗壓強(qiáng)度。因此，無論粗、中、細(xì)砂混凝土選擇砂率都不宜過高。由于特細(xì)砂較中砂顆粒均勻，包裹石子的砂漿厚度相對(duì)比中砂砂漿的厚度小，這就大大加強(qiáng)了石料的顆粒作用，因而特細(xì)砂混凝土較中砂混凝土具備了降低砂率的客觀條件。隨著砂率的降低，水泥用量相對(duì)減少，使特細(xì)砂混凝土的性能有了很大的改善。水工混凝土試拌用水量資料表明，特細(xì)砂混凝土每增減砂率2%，混凝土用水量相應(yīng)增減5kg/m3，因而采用較低砂率可有效降低混凝土單位用水量。開封市水利、市政工程采用的特細(xì)砂混凝土較中砂混凝土砂率低約6%～10%。

4.3? 摻用減水劑降低混凝土用水量

減水劑用于特細(xì)砂混凝土不僅可降低單位用水量，還可改善混凝土拌和物的性能及混凝土的物理力學(xué)性能。開封縣運(yùn)糧河小店王節(jié)制閘、趙口灌區(qū)一期工程一些橋梁的灌注樁，都使用了木鈣減水劑，從而使混凝土單位用水量減少、節(jié)約水泥、改善混凝土的和易性、增加強(qiáng)度，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。砂的顆粒愈細(xì)，混凝土的最優(yōu)砂率愈低。配制特細(xì)砂混凝土的關(guān)鍵是采用較低的砂率，一般在30%以下。砂率不僅影響混凝土的強(qiáng)度，而且影響混凝土拌和物的和易性及水泥用量等。砂率適當(dāng)時(shí)，其抗壓強(qiáng)度可以接近于中、粗砂混凝土;砂率過大時(shí)，其抗壓強(qiáng)度顯著下降。

4.4? 摻用石屑替代部分特細(xì)砂配制高強(qiáng)混凝土

摻用石屑（0.08mm～5mm）替代特細(xì)砂，并與特細(xì)砂配成混合砂組成混凝土的細(xì)骨料。這種混合砂與純特細(xì)砂比較，它的級(jí)配好、空隙率小、細(xì)度模數(shù)大。與人工砂比較，這種混合砂的顆粒圓滑，對(duì)粗骨料有良好的潤滑作用，混凝土拌和物流動(dòng)性好，而且價(jià)格也低于人工砂。石屑的摻入改善了特細(xì)砂的級(jí)配，使其比表面積和空隙率都降低，減少了單位用水量，使混凝土孔隙結(jié)構(gòu)得了改善;石屑粉末的存在，減少了泌水，使混凝土的均勻性得到改善;由于石屑表面粗糙多孔，機(jī)械咬合力強(qiáng)，水泥水化時(shí)堿性溶液進(jìn)入孔內(nèi)，發(fā)生一系列物理化學(xué)過程，因而與水泥石之間有良好的界面粘結(jié)，提高了抗壓、抗拆強(qiáng)度，并增強(qiáng)抗?jié)B、抗凍能力，經(jīng)試驗(yàn)，抗?jié)B可達(dá)到P6，抗凍達(dá)到F50;可配制C15～C30普通混凝土，通過“雙摻”還可配制C50～C60高強(qiáng)混凝土。

5? 特細(xì)砂混凝土應(yīng)用在中小水利工程中的設(shè)計(jì)和施工要點(diǎn)

5.1? 選擇原材料

對(duì)于粗骨料的選擇應(yīng)該應(yīng)用碎石粒徑為20mm～40mm，且含泥量對(duì)于1%;細(xì)骨料主要使用本地區(qū)產(chǎn)的特細(xì)砂并將泥團(tuán)篩選除去，細(xì)骨料的細(xì)度模數(shù)為0.5，含水量低于3%，而水泥則選擇有牡丹江生產(chǎn)的標(biāo)號(hào)為425的普通硅酸水泥，其各項(xiàng)原材料的物理學(xué)指標(biāo)均滿足《水工混凝土施工規(guī)范》中的規(guī)范和要求，水選擇PH值為7.0的飲用水。

5.2? 配合比

配合比是否設(shè)計(jì)合理在很大程度上將對(duì)混凝土的和易性、強(qiáng)度產(chǎn)生直接影響。按照混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度青燈，主要是參照普通混凝土的配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)特細(xì)砂混凝土配合比時(shí)，因?yàn)樯斑^細(xì)，必須要控制好砂率，鑒于中小水利工程的施工特點(diǎn)，砂率不能低于28%，水灰比不能超過0.5，每個(gè)平方混凝土所需的用水量大約是普通水泥的1.06倍。

5.3? 施工

在中小水利工程中應(yīng)用特細(xì)砂混凝土，要嚴(yán)格控制好各個(gè)施工環(huán)節(jié)。首先關(guān)于混凝土的攪拌最好能夠采取機(jī)械攪拌的方式，這樣主要是為了便于水泥跟細(xì)砂表面能夠充分結(jié)合，以此避免因?yàn)閿嚢璨痪鶆驅(qū)е碌募?xì)砂團(tuán)，進(jìn)而導(dǎo)致澆筑完成后的混凝土的局部強(qiáng)度過低，大量的實(shí)踐證明，在特細(xì)砂混凝土的攪拌中，攪拌的時(shí)間不能低于150s;其次要嚴(yán)格控制好混凝土的坍塌度和單位用水量，這主要是因?yàn)楦胀ǖ幕炷料啾?，?xì)砂混凝土更容易發(fā)生離析，如：若用水量過大會(huì)引起坍塌度增加，不僅導(dǎo)致混凝土容易發(fā)生離析，還可能降低了混凝土的強(qiáng)度。

6? 結(jié)論

通過工程實(shí)踐表明，特細(xì)砂混凝土由于砂子顆粒在0.16mm以下細(xì)粒數(shù)量多，使混凝土拌和物粘滯度大，黏聚力強(qiáng)，泌水少，經(jīng)過振動(dòng)，不易產(chǎn)生分層和離析。外觀較中、粗砂混凝土干澀的特細(xì)砂混凝土拌和物，在振動(dòng)時(shí)反而易于振實(shí)。采用特細(xì)砂配制混凝土，可就地取材，成本低廉，只要采用相應(yīng)的技術(shù)措施，改善混凝土的性能是可行的。

參考文獻(xiàn)：

[1]王異，周兆桐.特細(xì)砂混凝土[M].長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2019.

作者簡介：

黃朝國（1972—）男，漢族，山東省東營市河口區(qū)義和鎮(zhèn)，大專，初級(jí)工程師，研究方向：水利工程施工。