含泥量对混凝土质量的影响

【摘要】混凝土是当今应用最为广泛的建筑材料，由胶凝性材料、水、骨料以及外加剂拌合而成。混凝土的质量对其结构耐久性有着直接影响，除了在施工中进行质量控制，还可从原材料角度进行质量影响的分析与探究。本文首先从工作性能、强度、抗渗性与抗冻性、增加裂缝的可能四个方面分析了砂石含泥量对混凝土质量的实际影响，然后对工程中混凝土砂石含泥量超标的处理方式做了简要的分析与说明。

　　【关键词】含泥量；混凝土；质量影响；控制处理

　　一、含泥量对混凝土质量的影响

　　（一）含泥量对混凝土工作性能的影响

　　含泥量对混凝土拌合物的流动性、粘聚性、吸水性等都有不同程度的影响，衡量混凝土的工作性能的表征方法包括坍落度、扩展度、保水性能等。本文将依据坍落度作重要指标，利用混凝土坍落度试验测试并说明砂石含泥量对混凝土工作性能的影响程度。测试砂的含泥量影响前要将粘土与砂分别按照不同的比例进行均匀搅拌与混合，例如可选择混凝土强度等级为C55的混凝土配合比进行试验，控制粗集料含泥量为或者砂含泥量为单一变量，对初始坍落度及1h内坍落度的增减量进行分析。

　　表1 含泥量对混凝土坍落度的影响测定

　　通过对初始坍落度及1h内坍落度的变化量进行对比可以发现，砂含泥量与粗集料含泥量的增加都会降低混凝土的初始坍落度，且1h内坍落度的损失也会持续增加，显示其保坍性能越来越差。对实验结论进行总结分析，当其他条件不变时，含泥量的提高使得混凝土需要更多的外加剂及用水量来保证流动性与坍落度，不仅增加了成本，还导致混凝土拌合物的流动性与粘聚性降低，保坍性能下降。当含泥量达到一定程度时，若不改变用水量及外加剂，混凝土坍落度也将随之急剧下降，幅度非常明显，不利于实际施工浇筑。

　　（二）含泥量对混凝土强度的影响

　　混凝土强度等级是指混凝土的抗压强度。理论上含泥量在混凝土强度上的影响作用主要表现在两个方面：一是泥分降低水泥活性，使混凝土强度减小。二是泥分降低泥浆的水灰比并使水泥更易水化，使混凝土强度增加。即使在部分试验中也确实找到了某一可以协调这两种作用的限值，即含泥量增加时抗压强度也略有增加，但在实际施工中砂石含泥量较高时，混凝土的强度都会降低，这是因为施工人员为达到与砂石含泥量较少情况下相同的坍落度，会增加用水量，使水灰比增大，抗压强度也随之降低。

　　表二砂含泥量对混凝土强度的影响测定

　　以砂含泥量对混凝土强度的影响测定的试验研究数据来进行分析，可以发现混凝土的抗压强度因含泥量的增加而呈现不断降低的趋势，即使可以通过控制其他条件来调节工作性能，混凝土的强度损失也是难以弥补的。并且深入研究会发现一旦含泥量高于某一特定数值范围后，混凝土强度以及抗弯拉弹性模量都会出现趋势明显的下降。为保证混凝土强度与质量，国家在相关的检验方法标准中规定：当混凝土的强度等级≥C60时，砂的含泥量应≤2.0%；强度等级为C55--C35时，砂的含泥量应≤3.0%；若强度等级小于C30，含泥量不大于5.0%。

　　（三）含泥量对混凝土抗渗性与抗冻性的影响

　　混凝土抗渗性是指其水油等压力作用下抵抗渗透的性质。侵蚀性离子在混凝土中扩散系数的大小可以很好地反映混凝土抗渗性的好坏。以抗氯离子渗透性为例，可选用RCM法在含泥量不同的实验条件下对混凝土抵抗氯离子扩散能力进行定量检测以评价混凝土的抗渗性能。实验数据与结果表明，在0-4.0%的含泥量范围内，氯离子扩散系数随含泥量增加而逐渐增大，即混凝土抗氯离子渗透性逐步降低。对扩散系数的增长幅度进行分析，在含泥量为0-1.5%，扩散系数以较为固定的频率增长，在含泥量大于1.5%时，扩散系数增幅明显变大。这是因为含泥组分会降低骨料与水泥石间的黏结性，形成较为软弱的界面层，当含泥量越大时，混凝土中聚集在一起的薄弱区域面积也越大，致使其抗渗性能逐步减弱。

　　混凝土的抗冻性是混凝土耐久性的一个重要内容，是指混凝土经历多次冻融循环仍能保持或不显著降低原有性质的能力。含泥会使混凝土的抗冻耐久性能变差，因为冻融循环具有累积作用，当含泥量较高使降低混凝土的工作性与强度降低时，混凝土自身会发生硬化，致使混凝土抗压能力降低，水泥石与界面过渡区内的孔隙数目增加，冻融过程中水随骨料孔隙进行扩散，循环累积效应又进一步缩短裂缝的发展周期，抗冻性能持续下降。

　　（四）含泥增加裂缝的可能性

　　混凝土裂缝是由许多因素混合作用而产生的，如异常荷载作用、环境物理因素、材料本身的干缩以及施工因素等，无论是干燥收缩还是化学收缩都会增加混凝土裂缝的可能性。当粗细骨料含泥量过大时，骨料表面的泥分会妨碍水泥石与骨料界面层的粘结，造成界面结构弱化，混凝土抗拉强度降低，收缩增大，空气、水、盐等的侵蚀进一步降低混凝土的耐久性，裂缝随之发生。混凝土的干缩程度与裂缝数量因泥分的含量而有差异，试验结果显示，控制单一变量时，含泥量越高，混凝土产生裂缝的可能性也有越高。

　　二、工程中砂石含泥量的控制与超标处理方式

　　施工技术规范对不同混凝土强度等级的砂石含泥量都作出了明确的规定与限制，实际工程中若出现含泥量超标的情况，应依据出现的原因与程度采用不同的处理方式。在砂料开采期间若发现含泥量超标难以冲洗的情况，相关单位往往采用增加水泥用量以保证混凝土质量的方式，这不仅增加了原料成本，还不利于质量控制。因此在开采前就应对砂场进行细致的勘探，选择适宜的砂场并明确开采的时期、范围及深度。也有的单位会在施工现场进行砂石料的冲洗，但这样较易出现冲洗不彻底、上部砂石料泥土粉尘流淌堆积至下部，致使下部砂石料含泥量增加等状况，因此在砂石料运进施工现场之前就应进行必要的冲洗，可选用大型冲洗设备如强力轮斗洗砂机、碎石洗料机等进行充分冲洗，以保证砂石含泥量符合国家标准的规定。

　　在砂料进场前进行含泥量的试验也是有效的控制措施。生产过程中做好抽检试验，并按照规定控制好砂及粗骨料的级配，保持颗粒级配均匀。此外还应做好各个渠道的监管工作，在骨料的采集、生产以及运输储存过程中，严禁混入影响混凝土强度的杂物。实际生产中，一旦检测出砂石含泥量超标的情况，则应进行彻底清查，明确超标的范围与程度，再做出相应的妥善处理。例如2008年杭州地铁项目经营部在对杭州地铁管片厂的管片生产情况进行监督时，发现地铁管片厂所使用的河砂含泥量超标，进行深入检查后，项目经营部在第一时间督促地铁管片厂停用不合格批次的所有河砂，并用含泥量达标的河砂替换。

　　结语：

　　砂石含泥量会降低混凝土的工作性能、强度，对抗渗性、抗冻性也有不利影响，还会使混凝土裂缝增加的可能性提高。因此在实际工程中，要做好各级各项监管工作，运用各种试验方法严格控制含泥量，严肃处理含泥量超标的情况，保证混凝土的质量符合国家规范与标准，进而保证工程质量安全。

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