浅析砂饱和面干吸水率

浅析砂饱和面干吸水率

陈辉

陈辉

北京中景睿天检测科技有限公司北京100070

摘要：材料是工程结构物的物质基础，而在土木工程结构物所用材料中，砂扮演着很大的角色。然而无论是原厂砂还是标准砂，材料本身的含水率对于混凝土的拌和浇筑过程都会产生一定的影响。尤其在确定混凝土配合比时，砂含水率的不同会先影响混凝土初始配合比，进而会对施工配合比有更大的影响。在较大工程中，砂含水率的细微差别，则会使混凝土性能有很大差异。而现行标准GB/T14684-2011即国标法测饱和面干吸水率存在一定的误差，本次课题旨在精进砂饱和面干吸水率的测试方法。

关键词：标准砂，机制砂，饱和面干吸水率，砂浆扩展度，同掺外加剂法，后掺外加剂法

一：概述

砂的饱和面干状态：既骨料其内部空隙达到饱和而其表面干燥的状态。此次研究首先从国标法测饱和面干吸水率入手，先用国标法配制出标准砂及两种机制砂的饱和面干状态，再测出其含水率，做对比试验。再按照国标法结果配制具有其含水率的饱和面干砂，以国标法测试结果为轴，增大及减小其含水量，配制出不同含水率的砂，分别做砂浆扩展度试验，通过单一变量法，由砂浆的工作性能判断砂的饱和面干含水率是否准确。

本实验的难点在于判断饱和面干含水率对砂浆工作性既砂浆扩展度的影响。我们预设的试验是以水泥450g，干燥砂1350g，水180g，一定量外加剂来做胶砂的基准试验，然后通过改变砂含水率，相应的水用量作为对照实验，观察胶砂扩展度判断饱和面干含水率。我们预计的试验结果是随着砂含水率的增加，在一定范围内扩展度相应增加，在某一点会趋于平缓，那么该点就是饱和面干含水率。

二：实验方案

1.国标法试验

1.1所用试验仪器：

1）鼓风干燥箱：能使温度控制在（105±5）℃；

2）天平：称量1000g，感量0.1g；

3）吹风机（手提式）；

4）饱和面干试模及重量约340g的捣棒；

5）烧杯、吸管、毛刷、玻璃棒、搪瓷盆、不锈钢盘等。

1.2试验步骤

1.2.1在自然状态下用四分法缩分集料至约1100g，均匀拌合后分为大致相等的两份备用。

1.2.2将一份试样倒入搪瓷盆中，注入纯净水，使水面高出试样表面20mm左右水温控制在（23±5）℃，用玻璃棒搅拌5min，以排除气泡，静置24h。浸泡完成后，在水澄清的状态下，细心地倒去试样上部的清水，不得将细粉部分倒走。在盘中摊开试样，用吹风机缓缓吹拂暖风，并不断翻动试样，使表面水份均匀蒸发，不得将砂颗粒吹出。

1.2.3将试样分两层装入饱和面干试模中，第一层装入模高度的一半，用捣棒均匀捣13下（捣棒离试样表面约10mm处自由下落），第二层装满试模，再轻捣13下，刮平试模上口后，垂直将试模徐徐提起，如试样呈图3a）、图4a）状，说明试样仍含有表面水，应再进行暖风干燥，并按上述方法试验，直至试模提起后，试样呈图3b）、图4b）状为止。若试模提起后，试样呈图3c）、图4c）状，说明试样过干，此时应喷洒水50mL,在充分拌匀后，静置于加盖容器中30min，再按上述方法进行试验，直至达到图3b）、图4b）为止。

1.2.4立即称取饱和面干试样500g，精确至0.1g，倒入质量已知的烧杯中，置于（105±5）℃的干燥箱中烘干至恒量，在干燥器内冷却至室温后，称取干样的质量（），精确至0.1g。

1.3结果计算与评定

1.3.1吸水率按下式计算，精确至0.01%；

式中；

——吸水率

——饱和面干试样质量，单位g

——烘干试样质量，单位g

1.3.2精度及允许差

取两次试验的结果的算数平均值作为吸水率值，精确至0.1%，如果两次试验结果之差大于平均值的3%，则这组数据作废，应重新试验。

采用修约值比较法进行评定。

名称实验效果干燥前（g）干燥后（g）含水率（%）

2.砂浆法试验

所用砂为标准砂，瑞德公司机制砂，以及比赛用机制砂。两种机制砂通过0-5mm筛筛分，经过干燥箱恒温100℃烘干至恒量，首先是配制基准试验，即干燥砂的砂浆试验。通过第一天的砂浆试验，我组成员发现一个问题，就是减水剂的用量很难把控，即使是相同配制的砂浆，配制出来的砂浆扩展度相差也会在15mm—75mm这一区间内（机制砂），这一现象使我们的实验出现了预期外的麻烦，我们认为是机制砂的颗粒级配存在问题，尤其是瑞德机制砂，其中石粉含量非常多，可能在选料及称量过程中，选取砂中的石粉含量差异较大，使得同一配制的砂浆，工作性差异也大。

外加剂的掺法对胶砂影响非常大。展开说就是外加剂的同掺法与后掺法，会使实验结果差异很大。

同掺法即将称量好的减水剂先倒入水中，再一同掺入搅拌后；后掺法即先将水掺入搅拌锅，经一段时间搅拌后再倒入称量好的减水剂，然后继续搅拌。我们预想的结果是对于三种干燥砂，同掺法扩展度要大于后掺法，我们认为在减水剂与水充分混合后，更能发挥减水剂的减水作用，能更有效地打破絮凝结构，能充分作用在胶砂与水之间的界面，所以表现出的流动度（扩展度）更大。后经试验证实，结果确实如我们所想。

同掺法与后掺法证实了减水剂在胶砂试验中的重要作用，由于同掺法效果更显著，我们就分别以同掺1%含水砂，2%含水砂，3%含水砂，4%含水砂，5%含水砂做对照试验，探寻三种砂的饱和面干含水率范围（精确到1%）。之后再更一步精确到0.1%。

试验步骤如下：用四分法取三种砂，用干燥砂后掺外加剂法作基准试验；用1%含水砂，2%含水砂，3%含水砂，4%含水砂，5%含水砂同掺外加剂做对照试验；如果其中有一取值区间恰存在饱和面干含水率，其扩展度趋势是平缓的，因为如果砂没达到饱和面干状态，他就会继续吸收同掺的外加剂，扩展度会随之变化，若已达到饱和面干状态，其不再吸收，扩展度就基本无变化。

该试验的难点就在于配制含有一定量水的砂，对于1350g左右的砂而言，加入1%-5%的水很有可能造成水的吸收不均匀而导致实验结果的偏差；另外是干燥箱取出的砂也会因高温度而造成胶砂扩展度的过低，这两点都是我们试验遇到的阻碍。