我國混凝土中所用的砂大多是中砂,隨著建筑業蓬勃發展,某些地區受地質條件限制,中砂出現短缺現象。守著本地的細砂不能用,到外地調運復合規范要求的粗、中砂將造成工程成本的增加。通過新技術合理利用不可再生資源是解決資源逐漸匱乏的有效手段,細砂的使用將成為必然,具有一定的經濟和技術意義。
按照砂的細度模數分類,當細度模數為1. 6~2.2時屬細砂;當細度模數為0.7~1.5時屬特細砂。細砂具有平均粒徑小、顆粒級配差、含泥量大、空隙率高、比表面積大的特點,如果設計不合理,將導致所配混凝土粘度大,泵送困難,收縮大且易引起變形裂縫,混凝土的耐磨性能差等。因此,要根據細砂的特點合理確定混凝土的配合比,是保證細砂混凝土工程質量及混凝土結構長期性和耐久性的重要技術基礎。
(1)低砂率
砂率影響著混凝土的和易性。研究中發現當砂率達到最佳效果時,隨著其細度模數減小而降低。因為砂率增加,相對應而言粗骨料的使用就會相對減少,為了進一步保證拌合物工作性和耐久性強度的原有要求,不得已就得提高水泥的用量,水泥的用量增加后,由此將導致拌合物粘度增加,流動性變緩,流動速率降低,混凝土的收縮性變大,大大增加了開裂的概率。細砂的細度模數相比中砂來說細度模數很低,砂率控制在低水平可以有效抑制細砂帶來的一些問題,改良混凝土的性能。
根據相關資料和大量實驗證明,細砂使用的砂率最好控制在25%~32%之間,要低于使用中砂配制混凝土的砂率。有關對比試驗研究表明,若砂的細度模數為1.6的話,要比砂率為2.6的中砂砂率要低7%~10%。
(2)較高膠凝材料用量
當砂的細度模數小于2.0時,水泥用量有較明顯的增加。控制好水泥用量和膠凝材料的總量是至關重要的。對混凝土性能強度和控制水化熱溫升引起的收縮開裂都有意義,另外還節約水泥,降低經濟成本。細砂的缺點是比表面積較大,含泥量較高,與用中砂配制的混凝土相比較來說,膠凝材料的用量一般提高20kg/m3。通過調整配合比,采用較低的砂率,雖然也能減少混凝土中的一部分水泥用量,但仍不可能完全避免細砂混凝土比中粗砂混凝土多用水泥的現象。
(3)適當提高外加劑摻量
由于細砂比表面積和含泥量大,用來包裹砂的用水量就會大幅增加,這勢必會影響到混凝土的強度。在使用細砂配制混凝土時,適當提高外加劑摻量,用外加劑控制混凝土用水量,即在滿足工作性的條件下,不增加用水量,維持水膠比不變。
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