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砂率会对混凝土性能产生哪些影响?

浏览人次:257人  发布时间:2019年7月17日

     砂率是指混凝土中砂子所占砂、石质量和的百分率,砂率是混凝土配合比的关键参数之一。在混凝土体系中,砂子和胶凝材料浆体组成砂浆填充石子间孔隙并包裹在其表面起润滑作用作用。因此,与石子相比,砂子具有更大的比表面积,砂率的变化会导致骨料总的表面积发生变化,同时也会引起骨料空隙率和粗骨料相对含量的变化,进而对混凝土拌合物的和易性及硬化后混凝土的强度和耐久性产生影响。

一、砂率对对流动性的影响

      在浆体用量一定的条件下,砂浆填充、包裹在骨料表面以减小粗骨料间的摩擦阻力,起整体润滑作用。当砂率过小时,浆体与砂组成的砂浆也相对较少,不足以填充粗骨料间的空隙并包其表面,难以起到润滑作用,粗骨料间具有较大的摩擦力,混凝土拌合物的流动性较差。随着砂率的增加,砂浆体积逐渐增加,在一定范围内,砂浆的填充和包裹作用明显改善粗骨料间的摩擦力,混凝土拌合物的流动性提高。在继续增加砂率,随着砂用量的增加,粗、细骨料的表面积明显增大,一定数量的浆体不足以填充粗、细骨料间的空隙并包裹其表面,不能有效降低骨料间的摩擦力,同样会导致混凝土拌合物的流动性变差。

二、对粘聚性和保水性的影响

    砂率减小时,骨料总的表面积减小,其表面吸附水分的能力明显降低,使混凝土拌合物的粘聚性和保水性均变差,易严生泌水、离析和流浆现象。随着砂率的增大,骨料的比表面积增加,混凝土拌合物的粘聚性和保水性将得到改善。但砂率过大,当一定数量的水泥浆不足以包裹骨料表面时,则粘聚性反而变差,混凝土拌合物容易发生崩坍、发散、粘聚性差。

三、砂率对混凝土强度的影响

    砂率对强度的影响虽然不想水胶比那样明显,但砂率对混凝土会产生一定的影响,其影响程度与水胶比大小有关。当水胶比大于0.4时,混凝土的受压破坏主要发生在水泥石自身及其与骨料的粘接界面发生破坏,而水泥石的强度及其与粘接界面的强度主要取决于水泥的强度和水胶比。因此,当水胶比较大时,砂率对混凝土强度影响表现的不明显。但当水胶比小于0.40时,水泥石和粘结强度有较大的提高,混凝土的抗压破坏除发生水泥石自身和与骨料粘接面以外,还包含骨料自身的破坏。

    在配合比设计时,选用的砂率较大,就增加了粗、细骨料总的表面积,使混凝土拌合物的粘聚性严重变差,甚至于出现崩塌现象,导致混凝土的各组成材料之间的结合力下降,混凝土硬化后强度会降低。但如果砂率过小,则浆体过于富余,在混凝土成型过程中,在自重及强力振实的条件下,更容易出现泌水现象。如果混凝土拌合物泌水严重,就会造成以下不良影响:第一,形成大量的泌水道,增大了混凝土内部的孔隙率,从而降低混凝土的强度;第二,在粗骨料及水平钢筋的下缘,由于泌水作用出现水膜,水膜蒸发后将形成空隙,降低了混凝土的强度及混凝土与钢筋之间的握裹力;第三,泌水使表层混凝土的水胶比增大,形成了所谓的浮浆层,而浮浆层在硬化后强度很低;第四,泌水还会导致混凝土内部不均匀,增加混凝土硬化过程中的收缩,同样会降低混凝土的强度。砂率选择较为合理时,混凝土拌合物既可以获得良好的工作性能,提高混凝土硬化后的强度。

四、对混凝土耐久性的影响

    砂率看似与混凝土耐久性之间并没有直接的关系,砂率往往通过对混凝土拌合物工作性的影响对混凝土硬化后的耐久性产生影响。合适的砂率是混凝土拌合物具有良好的工作性,便于振捣、密实,在一定程度上可提高混凝土的密实性和抗渗性,提高抵抗外部侵蚀性介质的破坏作用,有效降低侵蚀的程度和延缓侵蚀的发展速度。而对于处于冻融环境中的混凝土,其抗渗性的好坏,将决定着混凝土抵抗受冻破坏的能力。砂率过大或过小,均会造成混凝土拌合物流动性降低,一方面使混凝土不易拌合均匀,均质性差;另一方面,使混凝土在浇筑过程中,不易被振捣密实,浇筑后在其内部和模板的内侧容易形成蜂窝和空洞,表面也易形成麻面,增大硬化混凝土内部的孔隙率。此外,砂率过小使混凝土保水性下降,泌水通道增加,增大混凝土内部连通孔隙的数量,降低混凝土的抗渗性能。