砂石在我国分布非常广泛, 在松花江等流域蕴藏着大量的中砂、粗砂和细砂、特细砂, 在建筑设计和建筑施工中得到充分应用。从就地取材降低造价和合理开发利用自然资源的原则出发, 加强特细砂混凝土的实验研究并拓宽其使用范围有着重要的经济意义和现实意义。经多年来现场施工及试验, 发现“三低一超”法可以明显改善特细砂水工混凝土的物理性能及混凝土水热化并减小特细砂混凝土早期的塑性收缩和中长期收缩。
物理特性试验
砂率对强度的影响。根据《水工混凝土施工规范》DL/T5144- 2001,砂按细度模数可划分为特细砂、细砂、中砂、粗砂4个等级。特细砂混凝土砂率是
影响混凝土性能的最主要的因素。砂率的核实与否将对混凝土的强度和用水量产生较大的影响。
从表1 可以看出, 特细砂混凝土的强度对砂率的敏感度比中砂混凝土大, 砂率有10%的差距, 所以在特细砂混凝土配合比设计中, 应特别注重最佳砂率的选择试验。
特细砂混凝土坍落度与蓄水量的关系。特细砂混凝土的坍落度与需水量的关系有别于中砂混凝土( 见表2) , 从表2可以看出, 坍落度每增加2cm,单位需水量约增加10kg, 为中粗砂混凝土的2 倍。
相应的, 坍落度每增加一个等级, 水泥用量约增加20kg, 这对水工大体积混凝土十分不利, 因此, 特细砂水工混凝土需采用坍落度施工以减小水泥用量, 降低混凝土水热化。
特细砂混凝土的抗渗性能。特细砂混凝土和易性好, 振捣时流动性好, 其抗渗性一般优于中粗砂混凝土。从表3 可以看出, 随着砂细度模数的减少, 混凝土抗渗等级有所增加。
特细砂水工混凝土配合的“三低一超”法
根据对特细砂混凝土与有关性能的试验研究, 采用低砂率、低坍落度、低水泥用量和超量粉煤灰的“三低一超”法更能符合特细砂混凝土的特性, 有利于解决特细砂对混凝土强度的影响大、混凝土收缩量大和易裂开等缺点。
低砂率。在实践中, 计算特细砂砂率时不考虑浆体的富余系数, 相反地采用比计算值小2%～3%砂率来配置, 以粉煤灰的超量来改善低砂率特细砂混凝土的合易性。
低坍落度。一般不超过3cm, 在施工中一般采用1～2cm, 规范DL/T5- 144- 2001 也规定大体积混凝土采用1～3cm坍落度施工, 可降低混凝土水化热, 也利于机械化作用。特细砂混凝土的坍落度并不能很好地反映其工作度。当特细砂混凝土振捣时, 易液化, 有良好的流动性, 易振捣密实, 这一特性使特细砂混凝土采用低坍落度施工成为可能。在施工中, 我们对特细砂水工大体积混凝土采用1～2cm 坍落度浇筑, 易振捣密实, 施工方便。相反地, 若采用常规坍落度( 4～6cm) 施工,混凝土振捣后易在其表面出现一层3～4cm 厚的砂浆, 这对混凝土抗裂非常不利。
低水泥量。采用低砂率、低坍落度拌制特细砂水工大体积混凝土时, 应考虑合适的水泥用量, 这主要是考虑混凝土水化热的问题。
综上所述, 特细砂混凝土配合比设计采用“三低一超”法, 能明显改善混凝土的物理学性能、变性性能和经济性; 特细砂砂率对混凝土强度影响的灵敏度比中粗砂混凝土大; 特细砂混凝土坍落度每增加2cm, 用水量需增加10 kg/m3左右, 是中粗砂的2 倍; 特细砂有利于混凝土抗渗性能的提高; 利用特细砂混凝土振捣易液化的特点, 大体积混凝土可以采用1～2cm 低坍落度施工。
