吳景芝

（山東省東明縣水務(wù)局，山東 菏澤 274500）

在地方水利工程建設(shè)過程中，砂石骨料的使用需要嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行檢測，具體應(yīng)采用混凝土的相關(guān)試驗(yàn)規(guī)程以及混凝土施工規(guī)范，從而有效判定砂石骨料質(zhì)量是否滿足施工要求。在實(shí)際選擇粗骨料時(shí)，相關(guān)施工企業(yè)需要確保粗骨料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)能夠滿足水利工程施工要求，并在實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中采取篩分的方式，從而對(duì)粗骨料的級(jí)配和粒徑進(jìn)行明確，為水利工程施工打下良好基礎(chǔ)，促進(jìn)我國水利工程行業(yè)的健康發(fā)展。

1 粗骨料對(duì)混凝土性能的主要影響

1.1 堅(jiān)固性方面

通常來說，混凝土當(dāng)中的粗骨料堅(jiān)固性對(duì)混凝土性能具有直接影響，粗骨料強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過砂漿強(qiáng)度，當(dāng)骨料含量增加后，混凝土的整體堅(jiān)固性也會(huì)得到提升。但相關(guān)施工人員需要注意，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定程度后，骨料含量也會(huì)明顯增加，此時(shí)砂漿量會(huì)明顯降低，進(jìn)而使得漿體和骨料表面的粘結(jié)質(zhì)量有所下降，最終導(dǎo)致混凝土堅(jiān)固性降低。因此，需要對(duì)骨料和砂漿之間的比例進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，當(dāng)粗骨料的種類不同時(shí)，組分也存在明顯差異，對(duì)于同種類型骨料，當(dāng)其生產(chǎn)地域不同時(shí)，組分也會(huì)表現(xiàn)出明顯差異。因此，粗骨料自身的性質(zhì)差異相對(duì)較大，這也直接影響到混凝土性質(zhì)[1]。

1.2 飽和面密度和吸水率方面

石料的表觀密度和石材質(zhì)量、風(fēng)化、礦物成分、空隙率等具有密切聯(lián)系。在正常情況下，當(dāng)粗骨料的表面粗糙，結(jié)構(gòu)比較疏松時(shí)，其所制備的混凝土強(qiáng)度相對(duì)較低，同時(shí)由于粗骨料的表面粗糙，因此空隙數(shù)量比較多，進(jìn)而增大了吸水率。采用此類粗骨料對(duì)混凝土進(jìn)行制備，抗?jié)B、耐久和抗凍等性能往往無法滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。因此，需要施工人員對(duì)此加大注意，嚴(yán)格篩選粗骨料[2]。

1.3 含泥量方面

結(jié)合水利工程中混凝土對(duì)含泥量的要求進(jìn)行分析，需要嚴(yán)格控制卵石和碎石粒徑。根據(jù)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》中含泥量的定義可以知道，其主要是指石料當(dāng)中粒徑在0.08mm以下的淤泥、黏土、細(xì)屑的總含量。當(dāng)含泥量不同時(shí)，類型也會(huì)存在差異，對(duì)混凝土的影響也會(huì)表現(xiàn)出明顯差異。首先，包裹型含泥。粗骨料當(dāng)中的泥粒以漿狀在骨料表面附著或者粘接，將會(huì)對(duì)粗骨料和水泥泥漿之間的粘結(jié)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度和其他性能有所下降。其次，松散型含泥。當(dāng)粗骨料中的泥粒分布均勻時(shí)，低膠材混凝土或者砂子的細(xì)度配制較大時(shí)，可以使混凝土拌合物具有的和易性得到提升，而且還可以使混凝土密實(shí)性得到增強(qiáng)。而當(dāng)含泥量達(dá)到5%時(shí)，混凝土的強(qiáng)度會(huì)有所下降，特別是對(duì)于高強(qiáng)度混凝土而言，含泥量在7%以上時(shí)，強(qiáng)度將會(huì)減少30%以上[3]。

1.4 級(jí)配方面

粗骨料級(jí)配主要是指各級(jí)粒徑顆粒的實(shí)際分配比例，其對(duì)混凝土的拌和性能、耐久性以及物理性能等具有直接影響。在對(duì)混凝土配合比確定之后，需要充分保證粗骨料粒徑均勻性，這樣可以使水泥用量得到降低，從而使混凝土的使用成本得到降低。與此同時(shí)，在確定混凝土配合比之后，需要增大粗骨料粒徑，減少用水量。對(duì)大粒徑粗骨料進(jìn)行使用，可以使含砂率得到減少，并使混凝土強(qiáng)度得到提升，減少水泥的使用量。當(dāng)水泥用量得到減少后，一方面可以使混凝土內(nèi)熱所產(chǎn)生的溫度增加量得到降低，還可以使溫差裂縫問題的產(chǎn)生量得到減少[4]。

2 地方水利工程石料級(jí)配實(shí)驗(yàn)流程

2.1 四分法選擇風(fēng)干試樣

當(dāng)骨料最大粒徑為20mm時(shí)，其質(zhì)量應(yīng)該高于10kg。當(dāng)骨料最大粒徑為40mm時(shí)，其質(zhì)量應(yīng)該高于20kg。當(dāng)骨料最大粒徑為80mm時(shí)，其質(zhì)量應(yīng)該高于50kg。當(dāng)骨料最大粒徑為150mm時(shí)，其質(zhì)量應(yīng)該高于2000kg。

2.2 過篩

在過篩時(shí)需要按照從大到小的順序，一直到每分鐘通過量低于總試樣量的0.1%。此外，還應(yīng)保證每號(hào)篩余平均層厚度，對(duì)比平均層厚度和試樣最大粒徑值，厚度不超過最大粒徑值，一旦大于最大粒徑值，則應(yīng)將其篩分成2份，并再次篩分[5]。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果處理

對(duì)分計(jì)篩余百分率進(jìn)行計(jì)算，所采取的計(jì)算方法如下：需要以各號(hào)篩上的篩余量和試樣總量相除，從而得到百分率，并要準(zhǔn)確到0.1%。在對(duì)累計(jì)篩余百分率進(jìn)行計(jì)算時(shí)，所采取的計(jì)算方法為，分計(jì)篩余百分率和大于該號(hào)篩的各號(hào)篩分計(jì)篩余百分率相加總和。為了使試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性得到提升，需要對(duì)兩次測值平均值進(jìn)行取值，并以此為試驗(yàn)結(jié)果。在具體篩分之后，需要將每號(hào)篩上的篩余量和底盤篩余量進(jìn)行相加，二者的和對(duì)比原試樣量，當(dāng)二者差異達(dá)到1%以上時(shí)，需要重新開展試驗(yàn)。

3 石料級(jí)配要求分析

首先，需要充分保證粗骨料的質(zhì)地堅(jiān)硬，而且還應(yīng)具有良好的清潔度和級(jí)配。

其次，需要將粗骨料進(jìn)行分級(jí)，具體可以分為大石、中石、小石以及特大石，其中小石粒徑為5～20mm，大石粒徑達(dá)到40～80mm，中石粒徑為20～40mm，特大石的粒徑則可以達(dá)到80～150mm。

再次，需要有效控制各級(jí)骨料的超徑和骨料遜徑含量。針對(duì)原孔篩檢驗(yàn)進(jìn)行分析，超徑控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在5%以下，遜徑控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在10%以下。從超徑和遜徑的篩檢驗(yàn)角度進(jìn)行分析，超徑控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為零，遜徑控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該在2%以下。

最后，各級(jí)骨料需要避免發(fā)生分離現(xiàn)象。對(duì)于粒徑5～20mm的小石，需要使用孔徑為10mm的中徑篩進(jìn)行檢驗(yàn)。中石應(yīng)該使用孔徑30mm的中徑篩，大石應(yīng)該使用孔徑60mm的中徑篩，特大石應(yīng)該使用孔徑115mm的中徑篩進(jìn)行檢驗(yàn)[6]。

4 石料顆粒級(jí)配對(duì)混凝土性能的影響

對(duì)于粗骨料來說，通過對(duì)顆粒級(jí)配進(jìn)行控制，可以有效提升粗骨料質(zhì)量。粗骨料性能和混凝土性能具有密切聯(lián)系，粗骨料最大粒徑和級(jí)配對(duì)混凝土性能所產(chǎn)生的影響最為明顯。

第一，通過確保骨料級(jí)配合理，可以使孔隙率得到降低，使水泥砂漿用量得到減少，有效節(jié)約水泥，使混凝土的制備成本得到降低。

第二，水泥用量降低后，可以使混凝土干縮所得減小，從而降低水化熱，有利于大體積混凝土的澆筑。

第三，通過保證粗骨料顆粒級(jí)配良好，可以在用量相同情況下，使混凝土和易性得到提高，起到明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

第四，對(duì)顆粒級(jí)配進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法，具體包括以下幾種：第一種，顆粒的密度大，孔隙小，則級(jí)配良好。第二種，骨料表面積越小，水泥漿用量也越少，此時(shí)級(jí)配良好。第三種，上一級(jí)骨料間距與下一級(jí)骨料粒徑相等，填充時(shí)不發(fā)生“干涉”，則級(jí)配良好。按照以上三種理論所得到的最優(yōu)級(jí)配比較相近，但在具體應(yīng)用時(shí)存在操作上的困難，當(dāng)石子粒徑越大時(shí)，表面積也會(huì)減小，水泥漿的使用也會(huì)減少，用水量降低，增加了混凝土強(qiáng)度。所以，需要對(duì)粒徑較大的石子進(jìn)行選擇。但并非石子粒徑越大越好，當(dāng)粒徑越大時(shí)，石子中的缺陷幾率也會(huì)有所增加，同時(shí)粒徑較大的石子在攪拌時(shí)，也會(huì)快速下沉，進(jìn)而對(duì)混凝土顆粒分布產(chǎn)生嚴(yán)重影響，最終導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低。

第五，骨料級(jí)配對(duì)混凝土的和易性以及經(jīng)濟(jì)性具有直接影響，其不僅關(guān)系到混凝土強(qiáng)度，而且還會(huì)對(duì)混凝土耐久性、抗?jié)B性等產(chǎn)生影響。對(duì)于骨料級(jí)配而言，應(yīng)該保證總面積和空隙率較小，同時(shí)還應(yīng)有少量細(xì)顆粒。

5 結(jié)語

綜上所述，在水利工程施工中，粗骨料是混凝土當(dāng)中的一項(xiàng)重要原料，在實(shí)際使用前需要有效開展檢測工作，從而對(duì)粗骨料的級(jí)配和粒徑進(jìn)行確定。在具體檢驗(yàn)時(shí)，需要將所需要的粗骨料級(jí)配要求進(jìn)行明確，并發(fā)給生產(chǎn)單位，按照具體要求進(jìn)行供料。而在施工現(xiàn)場需要細(xì)分粒徑，按照適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)行混合使用。在開展檢測工作時(shí)，需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求對(duì)粗骨料品質(zhì)進(jìn)行控制，判斷粗骨料級(jí)配能否滿足混凝土的強(qiáng)度等級(jí)要求，并對(duì)粗骨料的其他參數(shù)進(jìn)行檢測，如含泥量、泥塊含量等，從而使混凝土的技術(shù)要求得到滿足，進(jìn)一步提升水利工程施工質(zhì)量。