關(guān)于混凝土砂率若干問(wèn)題，您了解多少？
發(fā)布時(shí)間：2020-10-20 10:21:24 作者：新型建機(jī)
一、 砂率過(guò)大過(guò)小的原因
SP= 砂的用量S/(砂的用量S＋石子用量G)×100%是質(zhì)量比
砂率的變動(dòng)，會(huì)使骨料的總表面積有顯著改變，從而對(duì)混凝土拌合物的和易性有較大影響。
確定砂率的原則是：在保證混凝土拌合物具有的粘聚性和流動(dòng)性的前提下，水泥漿省時(shí)的優(yōu)砂率。砂率對(duì)和易性的影響非常顯著。
? 對(duì)流動(dòng)性的影響
在水泥用量和水灰比一定的條件下，由于砂子與水泥漿組成的砂漿在粗骨料間起到潤(rùn)滑和輥珠作用，可以減小粗骨料間的摩擦力，所以在一定范圍內(nèi)，隨砂率增大，混凝土流動(dòng)性增大。另一方面，由于砂子的比表面積比粗骨料大，隨著砂率增加，粗細(xì)骨料的總表積增大，在水泥漿用量一定的條件下，骨料表面包裹的漿量減薄，潤(rùn)滑作用下降，使混凝土流動(dòng)性降低。所以砂率超過(guò)一定范圍，流動(dòng)性隨砂率增加而下降。
? 對(duì)粘聚性和保水性的影響
砂率減小，混凝土的粘聚性和保水性均下降，易產(chǎn)生泌水、離析和流漿現(xiàn)象。砂率增大，粘聚性和保水性增加。但砂率過(guò)大，當(dāng)水泥漿不足以包裹骨料表面時(shí)，則粘聚性反而下降。
? 合理砂率的確定
合理砂率是指砂子填滿石子空隙并有一定的富余量，能在石子間形成一定厚度的砂漿層，以減少粗骨料間的摩擦阻力，使混凝土流動(dòng)性達(dá)值。或者在保持流動(dòng)性不變的情況下，使水泥漿用量達(dá)小值。和易性調(diào)整——確定基準(zhǔn)配合比。
根據(jù)初步計(jì)算配合比配成混凝土拌合物，先測(cè)定混凝土坍落度，同時(shí)觀察粘聚性和保水性。如不符合要求，按下列原則進(jìn)行調(diào)整：
（1）當(dāng)坍落度小于設(shè)計(jì)要求時(shí)，可在保持水灰比不變的情況下，增加用水量和相應(yīng)的水泥用量（水泥漿）。
（2）當(dāng)坍落度大于設(shè)計(jì)要求時(shí)，可在保持砂率不變的情況下，增加砂、石用量（相當(dāng)于減少水泥漿用量）。
（3）當(dāng)粘聚性和保水性不良時(shí)（通常是砂率不足），可適當(dāng)增加砂用量，即增大砂率。
（4）當(dāng)拌合物顯得砂漿量過(guò)多時(shí)，可單獨(dú)加入適量石子，即降低砂率。砂率對(duì)輕集料混凝土力學(xué)性能的影響，砂率是影響高強(qiáng)輕集料混凝土工作性、表觀密度、強(qiáng)度和變形性能的主要因素之一。
采用合理砂率不僅可以增加輕集料混凝土的強(qiáng)度，還可以提高輕集料混凝土的流動(dòng)性。高強(qiáng)輕集料混凝土強(qiáng)度隨砂率增大而出現(xiàn)波動(dòng)，砂率在42%時(shí)，達(dá)到強(qiáng)度，無(wú)論砂率低于還是高于42%，強(qiáng)度均有所下降。這主要是由于在砂率低于42%時(shí)，粗集料之間的空隙未被填充密實(shí)，隨著砂率的提高，空隙率減少，混凝土更加密實(shí)，使強(qiáng)度得到提高；而砂率高于42%以后，隨著砂率的提高，粗集料的用量降低，細(xì)集料用量增大，而水泥用量卻沒(méi)有變化，使砂漿本身的密實(shí)程度降低，陶粒與水泥石之間的界面強(qiáng)化度和機(jī)械嚙合作用下降，混凝土破壞時(shí)，沿陶粒本身的破壞和界面破壞兩種形式同時(shí)存在，輕集料混凝土強(qiáng)度有所降低；而且過(guò)高的砂率很容易產(chǎn)生分層離析和泌水，導(dǎo)致輕集料混凝土穩(wěn)定性降低，強(qiáng)度反而下降。
因此，在配制高強(qiáng)輕集料混凝土?xí)r，應(yīng)注意合理砂率的選擇，以達(dá)到優(yōu)化的目的。
? 怎樣調(diào)整砂率？
我們要測(cè)砂的含水和砂的含石，然后更具配合比進(jìn)行調(diào)整。
1、例如：“砂含水3.5%，含石20%，配比用砂856。現(xiàn)用砂=配比用砂/（1-砂含石）（1-砂含水）856/80%.0.965 =856/0.772 =1108
從上面知道現(xiàn)在的砂的用量，砂中含石就在221左右，就是要不斷的根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的砂；石進(jìn)行不斷的調(diào)整，每批砂石的含水量；含石量要不斷的測(cè)出來(lái)進(jìn)行調(diào)整配合比。
2、做砂的篩分析看看啥的級(jí)配如何
根據(jù)各個(gè)篩余量看看是幾區(qū)砂，“一區(qū)砂時(shí)，就提高砂率，足夠的水泥量滿足混凝土的和易性；如是二區(qū)砂就適當(dāng)?shù)慕档纳奥省?nbsp;
3、砂的含泥量
對(duì)抗凍，抗?jié)B的要求更嚴(yán)格些， 含泥少對(duì)混凝土的和易性較好，但含泥高時(shí)就對(duì)強(qiáng)度有影響，你的需水量就大，無(wú)形之中水灰比就大了。
? 在水灰比不變的情況下降低塌落度應(yīng)該增加砂率還是減少砂率？
如果現(xiàn)在是佳砂率，增加砂率和減少砂率均能降低混凝土塌落度。如果現(xiàn)在不是佳砂率，往偏離佳砂率的方向調(diào)整砂率，會(huì)降低塌落度。原因在于：砂率已經(jīng)高于佳砂率，繼續(xù)提高砂率，會(huì)增大骨料的總表面積，潤(rùn)滑細(xì)骨料單位表面積的水泥漿變少，混凝土?xí)兂恚瑢?dǎo)致塌落度降低；反過(guò)來(lái)，砂率已經(jīng)低于佳砂率，再繼續(xù)降低砂率，粗骨料的空隙量變大，需要更多砂漿填充在粗骨料的空隙中，潤(rùn)滑粗骨料單位表面積的砂漿變少，混凝土同樣會(huì)變稠，塌落度也會(huì)降低。其實(shí)，如果需要降低混凝土塌落度，佳方法是保持水灰比不變（即保持強(qiáng)度不變），降低水泥用量（同時(shí)降低用水量），這樣可以降低混凝土的材料成本。
二、漿骨比與砂率的區(qū)別
1、漿骨比是決定體積穩(wěn)定性的關(guān)鍵
漿骨比理論上代表了骨料間的水泥漿厚度，影響硬化混凝土體積穩(wěn)定性。實(shí)際上，在材料級(jí)配較差或一般時(shí)，所需的漿體數(shù)量是不同的，漿骨比應(yīng)與骨料的孔隙率、骨料表面織構(gòu)、骨料表面吸水情況等因素有關(guān)。
a、水泥漿包裹在骨料的表面，包裹層越薄，混凝土體積穩(wěn)定性越好；
b、漿骨比決定工作性能，各骨料顆粒間如果因無(wú)法用水泥漿包裹，產(chǎn)生機(jī)械嚙合，無(wú)法形成讓各種粒料產(chǎn)生剪切運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)層，則工作性能差，流動(dòng)性差；
c、漿骨比決定混凝土耐久性，如果沒(méi)有足夠的漿體填充骨料間的孔隙，則水化結(jié)構(gòu)內(nèi)的孔隙將增大，從而導(dǎo)致混凝土抗?jié)B性降低，耐久性也降低；
d、骨料的孔隙率、比表面積決定漿骨比，必須由具體的材料來(lái)定漿骨比，而不是根據(jù)漿骨比來(lái)選材料，或者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)選漿骨比，否則無(wú)法兼顧工作性能和體積穩(wěn)定性；
e、在不同的材料間，漿骨比不能設(shè)限，否則，工作性能無(wú)法保證；漿骨比大，只能說(shuō)明骨料差；反過(guò)來(lái)，骨料差時(shí)必然選擇大的漿骨比；
f、高的工作性能，為保持流體的穩(wěn)定性（不離析、不泌水），有時(shí)也需要較高的漿骨比。
2、砂率是決定骨料孔隙率的關(guān)鍵因素
a、砂率應(yīng)由粗、細(xì)骨料級(jí)配來(lái)決定，終目標(biāo)是通過(guò)砂率的調(diào)整，得到小的骨料孔隙率，好的骨料配合，以降低漿體的需要；
b、砂率還需要根據(jù)工作性能的高低進(jìn)行調(diào)整，高工作性能時(shí)就要選擇較大的砂率，反之亦然；
c、骨料（包括粗、細(xì)骨料）均可抑制水泥石的收縮，從而增加混凝土的體積穩(wěn)定性。在相同水泥漿用量下，砂率對(duì)體積穩(wěn)定性無(wú)影響，但對(duì)工作性能影響極大；
d、砂率大時(shí)，骨料的比表面積大，所需要的漿體量就大，以保證足夠的包裹來(lái)確保需要的工作性能。
三、級(jí)配砂石的拌合比例
案例：巖石地質(zhì)條件
采用局部（僅挖深的軟弱層范圍）管井降水，挖除軟弱層，為防止地基卸載后的反彈，隨即澆筑了500－1300mm厚的C15素砼；并在基坑四周又設(shè)一道1000mm寬砼圍堰及邊坡錨噴支護(hù)。以防坑壁坍塌。
1、選定料廠做級(jí)配試驗(yàn)
要使砂卵礫石壓實(shí)地基有較高的密度，填料必須滿足以下要求：
（1）填料級(jí)配良好：
（2）不均勻系數(shù)Cn≥5；
（3）曲率系數(shù)Cc＝1－3；
（4）填料中大于5mm顆粒的含量在65－70%之間；
（5）粒徑不超過(guò)50mm；
（6）含泥量（小于0.1mm顆粒含量）要低于3%。
2、設(shè)計(jì)顆粒級(jí)配和控制干密度
將三種規(guī)格料：卵石、園礫、砂分別以4：3：3、 5：2：3、3.5：3：3.5的比例進(jìn)行試配，然后進(jìn)行相對(duì)密度試驗(yàn)和顆分試驗(yàn)，結(jié)果如下：
以4：3：3比例配合料較優(yōu)越，其小、密度比較高，以此比例作為設(shè)計(jì)配合比，經(jīng)取樣、試驗(yàn)，結(jié)果干密度為2.26g/cm3，佳含水率6.0%，卵石占總量的40%，園礫占總量的30％，中粗砂占總量的30%。
3、壓實(shí)設(shè)備選擇
砂石填料宜采用自重大，頻率低的震動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行多遍碾壓。砂石填料獲得密實(shí)度是通過(guò)壓實(shí)設(shè)備以其自重和震動(dòng)能量在填料面上作功的總和而產(chǎn)生的。震動(dòng)壓路機(jī)必須選擇佳的震動(dòng)震幅和振動(dòng)頻率，才能使砂石填料具有足夠的壓實(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)間，才能對(duì)級(jí)配良好的砂石填層產(chǎn)生的壓實(shí)作用。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及以往的施工經(jīng)驗(yàn)，選用YZ－18型振動(dòng)壓路機(jī)，限定碾壓行速≤30m/min。
4、確定施工參數(shù)
因工程緊臨洛河大堤，又處于河壩蓄水期，原設(shè)置的降水井點(diǎn)形成的降水漏斗很難滿足降水施工的要求，達(dá)不到地基規(guī)范要求的在干燥狀態(tài)下砂石換填的條件。為此，經(jīng)有關(guān)專家結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際研討論證，決定打破須在級(jí)配砂石必干燥狀態(tài)下施工的規(guī)范規(guī)定；采用水下作業(yè)，帶水鋪碾，并確保換填時(shí)基底水深不得大于300mm的要求（含水深300mm）；施工時(shí)層虛鋪厚度800mm；第二層及以上各層虛鋪厚度300mm；18T震動(dòng)壓路機(jī)均勻震動(dòng)碾壓8－10 遍。
5、施工：
填充料在料場(chǎng)用裝載機(jī)按4：3：3比例進(jìn)行人工拌合，拌合遍數(shù)不小于3遍，然后裝入翻斗汽車(chē)運(yùn)入坑底，填料進(jìn)入坑底后用推土機(jī)刮平，振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，碾壓時(shí)先壓長(zhǎng)邊，后壓短邊，先靜壓兩遍，然后振動(dòng)碾壓8遍，保證基坑覆蓋面均勻獲得8－10遍的壓實(shí)要求，邊角壓路機(jī)壓不到部位用蛙式打夯機(jī)補(bǔ)振。鋪筑工作從低處向高處水平狀分層填筑，每層內(nèi)不留施工縫。
? 施工過(guò)程中壓實(shí)系數(shù)檢測(cè)：
因碾壓后的級(jí)配砂礫石用環(huán)刀取樣有困難，實(shí)際操作時(shí)根據(jù)規(guī)范要求采用級(jí)配純砂預(yù)埋取樣點(diǎn)，在同條件下碾壓后，用容積不小于200cm3的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)刀壓入碾壓層1/3－2/3的深度內(nèi)取樣測(cè)定干密度；所有試驗(yàn)點(diǎn)的壓實(shí)系數(shù)在0.96－1.06之間，滿足設(shè)計(jì)要求。
? 靜壓試驗(yàn)：
基坑回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，選取3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，用直徑為1.1m，面積約0.95m2的壓板，在砂石填層頂面3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分別加載，當(dāng)各點(diǎn)加載量達(dá)到1000Kpa；均未達(dá)到極限荷載，此時(shí)的地基承載力特征值為500Kpa。
級(jí)配砂石的辦和比例按照設(shè)計(jì)要求配比。如果設(shè)計(jì)不能詳細(xì)交代，在參加圖示會(huì)審的時(shí)候要提出來(lái)，以免在后來(lái)的施工中扯皮。
級(jí)配砂石一般是作地基處理用的，因此不同的設(shè)計(jì)要求不一樣，主要是根據(jù)地基的承載力、上部建筑物的荷載、以及建筑物的重要性來(lái)確定。
我做過(guò)的關(guān)于用級(jí)配砂石地基處理的幾種：純砂墊層、1:1級(jí)配砂石墊層、石子：砂子＝7：3、級(jí)配碎石墊層、石子：砂子＝3：7墊層等等，不一而足。
從純理論研究來(lái)說(shuō)：如果采用級(jí)配砂石就需要砂和石子的各自的級(jí)配做出來(lái)，然后將砂石混合的級(jí)配按照要求配合，在條件一樣的情況下，密度的一組就是合適的一組。級(jí)配砂石施工完成以后，還要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)，在取樣試驗(yàn)合格的基礎(chǔ)上，還要做靜載試驗(yàn)，靜載試驗(yàn)合格才算這道工序完成。
取樣有預(yù)埋純砂點(diǎn)的方法，還有等體積代換法取樣，直接在級(jí)配砂石中取樣，隨后用塑料袋鋪在已經(jīng)挖出的取樣坑內(nèi)，用量杯量水倒入，直至水和坑口一致，似乎要對(duì)外溢出水時(shí)，讀出量杯的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)相加就是挖出的體積數(shù)。直接取樣比較真實(shí)，一般我們這里都是這樣做的。
四、砂級(jí)配不合格如何處理？
如果是大顆粒少，那么就要降低砂率適當(dāng)提高膠凝材料；如果是小顆粒的少，則可以添加粉煤灰等等補(bǔ)充一下。
過(guò)粗的砂子適當(dāng)擴(kuò)大砂率，過(guò)細(xì)的砂子適當(dāng)降低砂率。砂子只要含泥量不是太高，其它的指標(biāo)相對(duì)影響的小，主要實(shí)驗(yàn)保證強(qiáng)度就可以了。
