关于砂石质量对混凝土质量的影响分析

关于砂石质量对混凝土质量的影响分析

钟柱超

东莞市香市建设工程检测有限公司523400

摘要：砂石作为混凝土的原材料之一，其在混凝土混合料中占比较大，而砂石质量不达标，如粒径、粒形、强度等不满足要求，对混凝土质量的影响较明显。本文主要针对砂石质量对混凝土质量的影响做简要的阐述，以期望提高我国混凝土工程的施工质量，促建建筑工程的可持续发展。

关键词：砂石质量；混凝土质量；耐久性

1混凝土质量的影响因素

研究发现，建筑工程混凝土施工质量的受施工材料、浇筑过程、养护环境等多方面因素的影响，而施工原材是最为基础也为最为关键的因素之一，具体包括以下几方面。

（1）选用适宜的水泥量

在建筑工程混凝土配合比设计时，需要根据工程设计要求，选择合适的水泥类型，并根据混凝土强度要求，优化混凝土配合比，优化水泥用量，保障混凝土施工质量。但是，在实际工程中，由于混凝土配合比设计不满足要求，或者水泥用量大，使得混凝土在水化硬化过程内部释放出过多的水化热，结构内外出现温度差，从而导致结构出现裂缝，影响混凝土结构的耐久性。

（2）水灰比

在混凝土配合比设计中，水灰比是决定混凝土混合料的主要因素。研究发现，在混凝土试件配合比设计中，水灰比越大，混合料出现离析现象的可能性则会越大，且还会伴随混合料出现流浆现象，而降低混凝土试件结构的强度。因此，在混凝土试件配合比设计中，需要严格控制水灰比，从而确保混凝土试件性能处于最佳状态。

（3）砂石骨料

研究发现，砂石骨料与混凝土的性能有一定的关系，例如，骨料可以对混凝土的强度产生一定的影响，且对混凝土的抗冻性、抗裂性能均有一定的影响，并可以对混凝土的体积稳定性有直接的影响。接下来主要针对砂石骨料对混凝土质量的影响做详细的分析。

2砂石质量对混凝土质量的影响

我们习惯上把砂石作为混凝土中的骨料，是因为砂石强度高，可以对混凝土的强度起到很大的作用，因此砂石的强度对混凝土的质量有很大的关系。

2.1骨料和混凝土强度的关系

在混凝土应用初期阶段，主要使用塑性混凝土，其砂石的强度会对结构的强度产生很大程度的影响。例如，在上世纪50年代末期，我国混凝土构架厂层使用过干硬混凝土，该种类型的混凝土混合料中浆体含量相对较少、水灰比较低，其混合物没有坍落度，其工作度仅为20秒以上，仅应用于预制结构构件中。并且该种类型混凝土振捣较为困难，作业人员劳动强度较大，因此之后便不再应用该种混凝土。在上世纪末期开始应用流塑混凝土，其坍落度在100mm以上，砂石对混凝土强度的影响随着浆骨比的增大而逐渐减小。

但是，在水胶比一定时，砂石用量和粒径影响混凝土中界面过渡区的厚度和数量，因此，混凝土受砂石的强度的影响，例如，在下图中，当水胶比很大时，砂石粒径对混凝土的强度影响不明显，但是随着水胶比的减小，其对混凝土强度的影响逐渐明显。

2.2砂石在混凝土中的骨架稳定作用

研究发现，混凝土常用的岩石线膨胀系数约为5×10-6~13×10-6/℃，而水化硬化之后的硅酸盐水泥其线膨胀系数约为11×10-6~23×10-6/℃，硅酸盐水泥砂浆线膨胀系数约为岩石的2倍，如果混凝土中没有砂石填料，水泥净浆硬化之后会出现明显的收缩现象，在外部荷载作用之下，很容易出现贯穿裂缝。由图2可知，混凝土混合料的水灰比越大，砂石骨料对混凝土收缩的影响越大。

图2骨料含量对混凝土收缩的影响

2.3骨料粒径和粒形对混凝土性能的影响

（1）粒径的影响

研究发现，混凝土拌合物的水灰比越大，骨料粒径对混凝土的渗透性能影响越明显；而骨料粒径越大会降低混凝土的抗冻性能。

（2）粒形的影响

对于混凝土的强度与密实性而言，混合物的施工和易性时确保混凝土施工后质量的关键因素之一。而对于混凝土施工和易性，主要是与混合料中的骨料粒形有一定的关系。骨料粒形应均匀、等径球状。同时，若砂石骨料的表面粗糙度一致时，等粒径的骨料比表面积越小，拌合混凝土需要的用水量则越小，即在减小用水量的基础上即可实现施工和易性。

表1粗骨料对混凝土性能的影响

表1为某建筑工程中采用不同粗骨料配制的C60混凝土的性能比较，从表中可知，采用风化粗粒花岗岩，其坍落度为194mm时，其养护28d混凝土试块抗压强度为72.1MPa；而采用致密石灰岩，强度高，但是针片状颗粒含量较大，从而导致混合物拌合需要用水量增加，即在满足混凝土设计强度的水灰比时，其混合物的流动相相对较差。如果提高该混合物的坍落度，则需要增大用水量，会增加施工成本，且容易造成混凝土后期的干缩裂缝现象。而在表中，当采用该类型骨料配置的混凝土，其坍落度为148mm，其28d的抗压强度为69.2MPa。通过这种材料的对比分析发现，采用强度较低但是粒形较好的骨料对混凝土的强度较有利。

表2骨料针片状颗粒对自密实混凝土抗堵塞性能分析结果

骨料的粒形对混凝土的自密实性能具有较大的影响，表2为骨料针片状颗粒对自密实混凝土抗堵塞性能分析结果，从表中可得出，K53和K60、K61和K67两组类型的骨料相比，其配合比一致，其混合料的流动性能相同，K53和K67两种类型的骨料，其骨料中的针片状颗粒为5%，这两种类型的混合料可以较为顺畅的通过钢筋，表明混凝土的流动性较好；而K60和K61两种骨料中片石含量与其他组相比高了2%，从而遇到钢筋时堵塞。

目前，我国混凝土质量不达标，可能与砂石骨料质量有一定的关系，图3是粗骨料粒形对比，从图中可以清晰的看出粗骨料之间的差异。图3c为针片状石子粒形，从图3a中看不到针片状颗粒，而在图3b中可以看到针片状石料。

图3石子粒形的对比

3结论

综上所述，砂石作为混凝土的原材料之一，砂石的粒径、粒形、强度等对混凝土质量的影响较明显。需要在混凝土选材时，控制砂石料的强度、粒径、粒形等，从而提高混凝土施工和易性，保障混凝土工程施工质量，提高建筑工程的耐久性。

参考文献：

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