不同粗细骨料搭配使用与混凝土工程夏季施工技术交底（施工现场混凝土坍落度的影响因素）附粗骨料对混凝土性能的影响浅析.docx

不同粗细骨料搭配使用与混凝土工程夏季施工技术交底（施工现场混凝土坍落度的影响因素）混凝土坍落度主要是指混凝土的塑化性能和可泵性能，影响混凝土坍落度主 要有级配变化、含水量、衡器的称量偏差，外加剂的用量，容易被忽视的还有水 泥的温度。坍落度是指混凝土的和易性，具体来说就是保证施工的正常进行， 其中包括混凝土的保水性，流动性和粘聚性。和易性是指混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能，是一个综合的性 能，其中包含流动性、粘聚性和保水性。影响和易性主要有用水量、水灰比、砂 率以及包括水泥品种、骨料条件、时间和温度、外加剂等几个方面。有关规定对于混凝土坍落度的标准规定是很不明确的。没有任何规范给予一个严格的 标准，只有建议的标准。因为在混凝土施工中，不同的部位、不同的配筋率、不 同的气候或者不同的施工工艺都会影响可以施工的混凝土坍落度。但总的原则是：在可以保证施工工艺和混凝土成型要求的情况下，尽量降低 混凝土坍落度。因为混凝土坍落度过大会引起很多问题，比如：对浇筑混凝土强 度容易产生问题、震动棒不容易使得混凝土震捣密实、易出现混凝土离析和孔洞。正如以上所述，坍落度同时也受着施工工艺和施工部位的制约。比如，混凝 士内配筋率很大、气温过高、运距过远、采用泵送砂都会因为坍落度过小而 无法施工，应根据现场实际情况确定坍落度，不能过小影响施工，也不能过大影 响混凝土质量。混凝土坍落度的影响因素1、混凝土原材料影响沙河水洗砂由于存料时间和批次不同，含水量不稳定，且通过试验确定含水 量时局限性较大，粗骨料一般情况含水量比较稳定，但有时也会变化，原因是骨 料厂多为开敞式存放，在雨后骨料含水量发生变化，拌制混凝土时骨料吸水率不 同会造成混凝土坍落度不同程度的偏差。2、机械和搅拌时间影响混凝土搅拌时间长会造成骨料吸水量加大，使混凝土熟料中的自由水分减 少，造成混凝土坍落度的损失。混凝土搅拌机械计量系统误差也会造成混凝土坍 落度损失，混凝土配和比是通过精确计算并经过多次试配调整得出来的，任何一 种材料由于计量不准确，都会使单位内材料比表面积发生变化，材料比表面积变 化越大，坍落度经时损失也越大。3、混凝土运输机械的影响混凝土搅拌运输车运输距离和时间越长，混凝土熟料由于发生化学反应、水 分蒸发、骨料吸水等多方面原因，自由水分减少，造成混凝土坍落度经时损失， 混凝土皮带运输机、串筒还会造成砂浆损失，这也是造成混凝土坍落度损失的重 要原因。4、混凝土浇筑速度的影响混凝土浇筑过程中，混凝土熟料到达仓面内的时间越长，会因为发生化学反 应、水分蒸发、骨料吸水等多方面原因使混凝土熟料中的自由水分迅速减少造成 坍落度损失，特别是混凝土暴露在皮带运输机上时，表面与外界环境接触面积较 大，水分蒸发迅速，对混凝土坍落度损失的影响最大。根据实际测定当气温在 25左右时混凝土熟料现场坍落度在半小时内损失可达4cm。5、混凝土浇筑时间的影响混凝土浇筑时间不同，也是造成混凝土坍落度损失的一个重要原因。早上和 晚上影响较小，中午和下午影响较大，早上和晚上气温低，水分蒸发慢，中午和 下午气温高水分蒸发快,水分损失越快混凝土坍落度损失越大，混凝土的流动性、 粘聚性等越差，质量越难保证。夏季具有气温高，降水多，降水量大、干燥快的气候特点。虽然夏季较高的 温度对混凝土强度的早期增长有利，但也存在温度高，坍落度损失，浇筑后水分 蒸发快，混凝土收缩大等不利情况。（一）施工前的准备混凝土浇筑前检查模板内无碎屑、污物，模板拼装严禁，无缝隙，预埋件位 置正确。施工前应洒水湿润，降低表面的温度，但模板内不能有蓄水。夏季温度 较高，对有控温要求的工程部位宜安排在夜间浇筑。（二）浇筑顺序合理（1）严禁润泵砂浆浇筑到到柱、墙、梁等工程部位。（2）混凝土运输至施工现场后不应立即卸料，应先让搅拌车继续高速运行 2030s,使混凝土搅拌均匀。（3）墙、柱等高度较大的竖向结构施工时，分层浇筑，每层高度以混凝土 不发生离析为准，一般每层浇筑高度不宜超过500mmo浇筑后应充分振捣，振 捣时必须将振捣棒插入下一层混凝土 5cm左右以便于形成整体。（4）梁、板、墙、柱同时浇筑时，先浇筑墙、柱等竖向结构，待混凝土沉 降一段时间后，再浇筑梁，最后浇筑楼板，施工过程中要确保混凝土浇筑的连续 性，防止产生施工冷缝。（三）合理振捣（1）混凝土浇筑时应均匀、分散布料，在用铁耙子将混凝土搂平，严禁用 振动棒赶料。（2）振捣时采取“快插慢拔”的方式，“快插”是为了确保表层混凝土和下 层混凝土同时振捣，防止底层振捣时间不足；“慢拔”则是使混凝土能填满振捣 棒抽出时形成的空洞。（3）采用梅花式的振捣，振捣棒插入的点与点之间，应相距400mm左右， 做到不过振、不漏振。振捣密实的标志是粗骨料在在混凝土拌合物中均匀分布， 混凝土不再显著下沉，表面泛浆，无气泡溢出。（四）适时抹压需要进行抹面的混凝土结构，应在初凝前进行第一次抹压，在混凝土终凝前 进行第二次或第三次的抹压，消除已出现的塑性收缩变形裂缝。在大风、高温天 气环境下，用注意观察混凝土表面失水状况，必要时进行喷雾补水。（五）覆盖养护在夏季，保湿养护是控制混凝土塑性收缩变形裂缝的有效措施。（1）板面结构混凝土振捣找平后，应对及时采用塑料薄膜覆盖，做到随抹 随盖，覆盖前混凝土出现硬结、裂纹，可进行二次振捣消除裂缝。必须保证混凝 士表面处于充分的湿润，并不得少于7天，掺抗渗防裂剂的不得少于14天。（2）混凝土结构柱宜塑料薄膜围裹自生养护，或喷水养护，或喷洒养护剂。（3）墙体浇筑后，待混凝土达到一定的强度（13天），应及时松动两侧 模板，离缝约35mm,在墙体顶部架设淋水管，喷淋养护。注意水温与墙体表 面温度不宜超过20,以免造成混凝土表面急剧降温，造成混凝土温度收缩过 大产生裂缝。墙体模板拆除后应在墙两侧粘贴保水薄膜,或喷洒养护剂进行养护, 地下室外墙宜尽早回填土。（4）混凝土浇筑后，如天气突变，应在雨前对浇筑的混凝土进行覆盖，同 时应注意采取一定的保温措施防止降温过快，产生裂缝。（六）模板牢固，适时加荷（1）模板支撑必须牢固，防止混凝土不均匀沉降或受震动而产生裂缝。（2）在混凝土强度未达到一定强度（建议不低于5MPa）前，不准在混凝 土上面踩踏，堆放物料、支模和加荷。（3）按照规范规定的强度进行拆模，避免过早拆模、承重会导致混凝土表 面撕裂、产生裂缝等质量问题。（七）试件的制作及养护（1）试件制作时，应在罐体1/43/4取料，拌合均匀后再进行试件制作。（2）试件制作后粘贴塑料薄膜保湿，放置在阴凉处。Ol目前骨料使用的现状1砂的质量状况目前大多数预拌混凝土生产企业使用的细骨料为河砂，河砂的细度模数受自 然条件的影响不太稳定,市场上砂的细度模数大部分在2.32.9,有时最小为2.0, 最大为3.2,根据预拌混凝土的生产经验，细度模数在2.6左右比较好用，在一 般情况下砂的细度模数在2.42.8之间，基本上符合正常生产的需要，这样不用 调整其他材料的用量，对生产成本也没有太大的影响。但是有的砂场产的砂很粗 （细度模数大于2.9）、而有的砂场产的砂又比较细（细度模数小于2.3）,用这二 种砂对混凝土的性能有较大的影响，仅仅对砂率进行调整还不能确保混凝土的工 作性能，对混凝土强度也有一定的影响。2碎石的质量状况现在大部分搅拌站进货使用的粗骨料主要有1631.5mm单粒级、10 20mm单粒级、516mm连续粒级（也有525mm连续粒级碎石，但极不稳定）。 石场在生产碎石时只是大致的分类，并没有严格控制碎石的级配，加上在运输、 装卸和堆放过程中颗粒不可避免的存在离析和不均匀性。因此在生产的混凝土中 碎石的级配并不一定是较好的。近年以来虽然也有采取一些搭配使用措施，但也 只是凭经验确定的一种粗略的方案，碎石的空隙率不一定是最少，用水量不一定 是最少。02关于砂的细度模数、碎石颗粒级配的调整方法1砂的细度模数的调整河砂的供应受多种因素的影响细度有时并不稳定。当细度模数在2.6左右时 比较适合配制各混凝土（对于高强度混凝土宜用细度模数更大的砂）。砂源充足 在不影响到停产的情况下，对于细度模数大于3.0或小于2.3的砂会拒收。根据我们的经验如果砂的细度模数与基准配方所选用砂的细度模数偏差不 大的情况下，通过调整砂率就可以改善混凝土的和易性达到所需要的工作性能。 然而在砂源紧张的情况下，不管细度模数是多少都得收货。砂的细度模数变化太 大，生产配方的调整幅度就较大，对混凝土的工作性能和强度有较大的影响，有 时就算进行较大幅度的调整其结果也并不理想。当砂太粗时细颗粒的含量不足，所配制的混凝土和易性较差，不利于施工和 泵送。仅通过调大混凝土的砂率还不能达到较好的工作性能，为了保证混凝土的 工作性能不得不增加胶凝材料的用量。当砂太细时混凝土的用水量增大、浆体太多，仅降低混凝土的砂率还不够。为了保证强度应增加水泥用量及外加剂掺量。因此砂太粗或太细一方面影响混凝 士的性能，另一方面会导致成本的增加。为了在生产过程中确保混凝土的稳定性而不增加成本的情况下，通过对不同 细度模数的砂按不同的比例搭配使用以达到所需要的细度模数。这也要求搅拌站 最好要有三个砂堆场，一个用来储存粗砂、一个用来储存中砂、一个用来储存细 砂。当砂的细度模数为2.6左右时，就只用这一种砂，不需要搭配。当砂太粗或太细时，根据实测的细度模数结合所生产混凝土的性能要求确定 一个搭配比例。粗砂和细砂都可以搭配出我们需要的细度模数可以将不同的砂搭 配成相对固定的细度模数，这样可以减少生产过程中配合比的频繁调整，保证出 厂混凝土质量的稳定性。另外我们还可以在生产低等级的混凝土时将砂的细度模数搭配至较少，因为 低等级的混凝土胶凝材料用量较少，砂偏细才能保证有较好的和易性；在生产高 强度混凝土时将砂的细度模数搭配至较大，以降低单方用水量保证强度。通过灵 活的搭配方案能将不同细度的砂均能很好的利用，不但保证了混凝土生产的稳定 性，而且不需要增加生产成本。2碎石的颗粒级配调整碎石作为混凝土的重要组成部分，其级配对混凝土的工作性能、强度、生产 成本有较大的影响，但是大家还没有充分的重视并合理的利用o因为碎石在运输、 装卸和堆放过程中颗粒不可避免的存在离析和不均匀性，碎石的搭配使用比砂更 加复杂。有一些站采取了搭配使用的方法,如1631.5mm石中掺1020mm石，16 31.5石中掺516mm石。但是这只是简单的凭经验确定一个比例。隋着试验研 究的深入，发现优化粗骨料级配对于改善混凝土性能和降低混凝土生产成本有很 大的潜力。对粗骨料颗粒级配优化组合是通过将二种或三种不同粒径的骨料按照 一定的比例搭配使之符合连续粒级。由于连续粒级有一个比较大的范围区间，能达到连续粒级搭配方案可能有多 种。我们还应在符合连续粒级的方案中寻找最小的空隙率或最大容重的方案。按 照工程特点将1631.5mm、1020mm、5 16mm三种规格的碎石搭配使用， 将粗骨料的空隙率降到最低。粗骨料的空隙率最低（或堆积密度最大）可使浇捣后的混凝土更加均匀密实。 研究人员通过对510mm、1016mm、1620mm、2025mm四个单粒级碎 石按不同比例搭配，分别测定其空隙率、对混凝土和易性和力学性能的影响。通过试验证明不同比例搭配的碎石的空隙率在38%43%之间，在保持胶凝 材料、外加剂用量不变的情况下，随着空隙率降低混凝土单方用水量随之降低， 混凝土强度随之提高。碎石的空隙率与混凝土的单方用水量具有良好的相关性， 粗骨料的空隙率平均降低1%,混凝土 28天强度提高约2MPao03不同粗细骨料组合下的混凝土性能问题（1）不同粗细骨料组合下，混凝土的强度有所不同。在相同龄期下，混凝 土的抗压强度最大和最小值之间差别大约为15%,劈拉强度最大和最小值之间 差别大约为25%。相同粗骨料，不同细骨料组合下，混凝土的强度也不同。（2）从混凝土的180d抗压强度来看，在0.40水胶比下，微晶玄武岩粗细 骨料混凝土最高，混合玄武岩粗细骨料混凝土最低，二者相差9MPa；在0.50水 胶比下，微晶玄武岩粗细骨料混凝土最高，杏仁玄武岩粗细骨料混凝土最低，二 者相差9.4MPa<,（3）从混凝土 180d的劈拉强度来看，在0.40水胶比下白云岩粗细骨料混 凝土最高，混合玄武岩粗细骨料混凝土最低，二者相差1.39MPa;在0.50水胶 比下，微晶玄武岩粗骨料，白云岩细骨料混凝土最高，杏仁玄武岩粗细骨料混凝 土最低，二者相差0.85MPa0（4）在相同粗骨料，不同细骨料的组合下，混凝土的抗压弹性模量相差很 小。90d和180d的抗压弹模最大和最小值相差不超过5%, 28d的抗压弹模最大 和最小值相差不超过10%。可以认为，混凝土的弹性模量主要由粗骨料的性质 决定，细骨料影响很小。（5）尽管灰岩本身弹性模量较低，但在相同粗骨料，不同细骨料的组合下, 灰岩细骨料的混凝土抗压弹性模量略高于其他骨料。在相同的配合比情况下，可 以认为灰岩与水泥砂浆的界面结合更加紧密，弹性模量更高。（6）从混凝土 18Od极限拉伸变形来看，在0.40水胶比下，白云岩粗细骨 料最高，杏仁玄武岩粗细骨料最低，二者相差0.42x10-4；在0.50水胶比下，白 云岩粗细骨料最高，微晶玄武岩粗细骨料混凝土最低，二者相差0.34x10-4。浅析粗骨料对混凝土性能的影响摘要：粗骨料的刚性骨架以及骨料的含量可以大大提升混凝土强度，同时增 强混凝土的变形承受力，随着混凝土广泛的使用在土木建设中，对于建筑工程质 量有着非常重要的影响，本文从粗骨粒对于混凝土性能的影响进行了分析。关键词：粗骨料混凝土性能影响引言由于混凝土组份材料中的水泥与骨料的化学成分和力学性能（包括强度、弹 性模量、收缩等）有较大的差异，因此对混凝土性能的影响也不同。如何使构成 混凝土的各种材料有序地结合，形成理想、稳定的水泥石结构复合材料，这在混 凝土应用领域逐渐引起重视。混凝土中粗骨料的用量占混凝土用量的70%80% 左右，在通常的混凝土研究中，骨料级配调整往往被忽视。在混凝土骨料级配对 混凝土强度的影响方面，普遍认为优良的骨料级配可以配制出强度较高、工作性 较好的混凝土。本文通过将不同级配粗骨料进行若干组搭配拌制混凝土,研究其 组合变化规律，测试其性能及抗压强度，评估出强度变化与骨料级配变化的相关 性。1、骨料级配对混凝土坍落度的影响只改变粗骨料级配的变化，研究在粗骨料级配变化的情况下混凝土坍落度值 的变化，检测结果如表1所示。表1混凝上坍落度值一予子段 /mAlA2AJMA5Bl 附B3ClC2OUC5C6 C7CS4.75-WId)-IO10IO7035302055559J-I6.0-IOO-3050402545151$1516lO-I9.0-100-SO-1520301545151519.0-265-I-80-101515154515265-313-IOOIOIOIO-1015151545313-3W-5555刈需履nn50155165ISO19013516518580U5160170175175ISOIS5由表1可得，当采用单一粒径粗骨料时，混凝土的坍落度值随粗骨料粒径增 大而增加；并可明显看出在9.516.0mm及1926.5mm粒径区间时，坍落度值 增加明显。使用连续级配的粗骨料时，随着粒径种类的增多，坍落度增大，并在 相同粒径范围内随着大粒径的增多，坍落度值也相应增大，但增加幅度不大。在 使用非连续级配时，随着粒径的增大，坍落度增大，增加幅度明显。这说明由于 小粒径骨料相对比表而积较大，所需用水量也较多，在相等用水量、水泥用量、 细集料条件下，相对于大粒径骨料，坍落度会减小，流动性降低。2、粗骨料对混凝土强度的影响当粗骨料最大粒径大于40mm时，若采用减少用水量的方法增加混凝土的强 度，则可能会因骨料与水泥砂浆的粘结面减少和骨料分布的不均匀，导致混凝土 内部骨架的结构不连续而产生不利影响。对于富水泥用量（水泥用量大于 350kgm3）的混凝土，这种情况更为突出。因此，可以认为，粗骨料的最大粒径 与混凝土的水泥用量有密切关系。根据实验测量统计数据表明，粗骨料最大粒径与混凝土抗压强度的关系曲 线，存在粗骨料最大粒径临界点，粗骨料最大粒径大于此临界点时，混凝土的强 度反而会下降。有关学者对此现象解释为:由于粗骨料粒径的增大，削弱了粗骨 料与水泥砂浆的粘结面积并造成了混凝土内部结构的不连续性。实验证明，在非匀质的混凝土中粗骨料与水泥砂浆的界面粘结是混凝土强度 的最薄弱环节，由于干缩在混凝土中产生的拉应力和剪应力，一般是随着粗骨料 粒径的增大而增大。当拉应力或剪应力超过了水泥和粗骨料的界面粘结强度，则 将产生微细裂缝，持续受荷时这些产生于水泥砂浆与骨料结合面的微细裂缝逐步 发展到水泥砂浆，最终导致结构破坏。试验研究资料中通过大量的卵石混凝土试 验，分别采用了矿渣硅酸盐水泥、油井水泥和中砂、特细砂配制混凝土,均取得 了混凝土的抗压强度随着骨料最大粒径的减小而提高的效果。把这种现象称之为 “粗骨料的粒径效应”。试验结果还反映，无论采用标准养护或水中养护，掺加混 凝土减水剂与否，从R7到R365不同龄期均有明显的粒径效应。对于在工程结 构上具有实用意义的混凝土棱柱体强度，具有更好的粒径效应。在碎石混凝土的 试验中，由于碎石的表面特征与卵石不同，且含有一定量的片状颗粒等原因，在 立方体试件上虽未明显反映出与卵石混凝土相同的规律，但其在混凝土棱柱体强 度与立方体强度的比值方面仍然反映出明显的粒径效应（见表2）o表2粒径效应项目 数值核柱体强域。/J体强度的比值混凝上水泥砂浆水呢沙浆资料值0.7-0.80. R -0.950.K5-I规的值0.70.8可以看出，无论是资料值还是规范值，棱柱体强度与立方体强度的比值，都 是随着骨料粒径的减小而提高。另一个试验研究资料通过实验结果和理论研究指 出，骨料粒径愈大，界面就愈易开裂。在一定外荷载的作用下，界面裂缝首先较 大粒径的粗骨料处产生，而粒径较小的粗骨料在此时并未产生界面裂缝。随着外 荷载的增加，界面裂缝才开始在较小粒径的粗骨料处出现。但是直到破坏荷载时, 仍有相当一部分的大粒径的粗骨料的界面并未开裂。粗骨料的粒径效应不仅反映 在混凝土的抗压强度上，在混凝土的抗拉强度上也有明显的粒径效应。通过湿筛 前后混凝土抗拉强度的对比，在扣除了试件的尺寸因素的水泥砂浆含量的影响 外，已经获得了粗骨料最大粒径为40mm-150mm的混凝土抗拉强度的粒径效 应系数。无粗骨料”粗砂混凝土”的研究、开发和应用，实际上是在钢丝网水泥结 构上采用了高强度、结构用的水泥砂浆。以强度相近的混凝土与水泥砂浆相比， 还可以发现：1）水泥砂浆强度的拉压比高于混凝土；2）水泥砂浆的抗疲劳性能高于混凝土；3）水泥砂浆在长期荷载作用下的持久强度高于混凝土。这也属于粒径效应在混凝土性能上的反映。可以认为，骨料粒径的大小反映 了骨料对混凝土收缩的限制能力不同，在混凝土内部产生的收缩应力也不同。粒 径小的骨料在混凝土中形成的内应力较小，相应地减少了混凝土材料内部结构中 的微裂缝，从而使混凝土具有较好的力学性能。此外骨料粒径小的混凝土也具有 较好的匀质性，其离散系数也较骨料粒径大的混凝土小。此外，粗骨料不仅对混 凝土强度产生重大影响，而且对混凝土的弹性模量也起到举足轻重的影响。一般 情况下，对混凝土大多只考虑粗骨料的石材强度，而忽略了石材的弹性模量。石 材的弹性模量（花岗岩为5x1057x105、石灰石为4x1055x105）,均高于水泥 砂浆的弹性模量。由于混凝土是一种多组份的复合材料，如果缩小粗骨料与水泥 砂浆二者弹性模量的差值，就能减小混凝土中由于混凝土收缩而引起的内应力， 从而改善或提高混凝土的力学性能（如:混凝土的棱柱体强度与立方体强度的比 值、抗疲劳性能等），提高了混凝土的耐久性。3、结语粗骨料的刚性骨架增加混凝土强度的同时改变了混凝土的变形能力，对于混 凝土的裂缝具有阻挡作用，混凝土在建筑工程中的应用的已经很广泛，作为混凝 土材料的粗骨料对于混凝土的强度有着重要的影响，因此，深入的研究混凝土材 料的性能，使其更好的提升混凝土的性能，提升建筑工程质量。参考文献川廖太昌.粗骨料颗粒粒级对混凝土质量的影响J.铁道建筑技术.2011（11）2王克科，孙凯.粗骨料对新拌自密实混凝土工作性和力学性能的影响J.中 华民居.2011（10）引陈习云，胡习范，胡习锋，金勤英.粗骨料对混凝土性能的影响J.商品混 凝土.2010（05）