论砂石质量对管桩混凝土质量的影响

陈凤珍

摘要：论述了砂石质量如含泥量、级配、粒形、压碎指标等方面对管桩砼强度和和易性的影响。

关键词：砂石质量；管桩砼；质量；影响

管桩砼配制的原材料有水泥、粗集料（碎石、卵石等）、细集料（河砂、山砂、人工砂等）、水、高效减水剂、掺合料（硅砂粉、矿渣粉、粉煤灰等）等，PHC管桩的砼强度达C80以上，并考虑离心成型工艺的影响，对原材料的质量要求很高，原材料质量的波动都会对砼质量产生较大的影响。砂石在砼中起骨架、填充和密实的作用，砂石材料的体积在砼中约占总体积的70%-80%，所以砂石质量的好坏，对砼的力学性能、物理性能和管桩的离心成型效果等的影响非常重要。

由于砂石大多属于天然地方性材料，材质随成因、产地、采集和堆运等情况的不同容易发生变化。常常遇到级配不好、含泥量超标和碎石针片状多、压碎指标高等现象，如果不及时控制，或是不重视质量，就会严重影响砼的质量。因此如何正确认识砂石质量对砼各方面性能的影响，并且很有必要根据具体情况去采取有效措施。砂石质量太差间接影响到减碳经济，无人执行和监管砂石标准的原因是不认识砂石在混凝土中的重要作用，存在认为砂石取之不尽、生产砂石很简单、砂石没有技术问题等误区。从可持续发展的目标出发整顿砂石生产，加强标准的执行和监管已成为刻不容缓的问题。为此，本文简单阐述砂石质量在管桩砼质量当中的一些影响。

1砂的质量对管桩砼质量的影响

砂与胶凝材料混合形成砂浆，填充粗骨料的间隙，减少内磨擦力。砂率的大小取决于石子的孔隙率及砼流动性需要，而水泥用量的大小取决于砂的孔隙率及砼流动性需要。砂的级配合理与否将决定着砂的孔隙率，这将影响胶凝材料的用量。

河砂的颗粒级配合理，细砂（0.3mm以下）的成分含量在17%-21%之间，可有效减少自身的孔隙率，可以减少水泥的用量，降低成本，减少水化热与体积收缩。若0.3㎜的筛余高于23%，则砼的需水性高，减水剂用量大，坍落度损失大。配方中砂率大，内磨擦力小，需水大，砼强度降低，收缩性增大。

砂的含泥量越高，减水剂消耗量越大，砼强度降低。生产管桩的高强砼，一般砂的含泥量控制在1%以内，不允许含有泥块。含泥量高也影响管桩的离心效果，易造成余浆浓、内壁挂浆等现象。

在砂资源日益紧张，价格飞涨的今天，河砂的供应越来越紧张，相应河砂的质量也越来越难保证，经常出现砂级配不合理，含泥量超标等现象。今年初我公司在多次考察和取样试验合格的情况下，生产试用了一段时间的山砂，山砂经过三次水洗和分离把泥土和砂分开，保证砂的含泥量控制在2%以内。使用山砂的砼强度比使用河砂的高，但砼的和易性方面就差多了，波动大，有时粘聚性较好，有时又很差，调整配合比都很难适应，生产时操作性能差，以至于到最后不敢继续使用，至于其中原因和机理，还不是很清晰。

人工砂方面由于国产的制砂机差，有的细粉太多，0.3mm以下含量在23%以上；有的粒径太粗，需要水泥用量很大，所以最好两种搭配使用，或者人工砂与河砂搭配使用才能比较好地解决人工砂级配方面的问题。

2石的质量对管桩砼质量的影响

世界著名的古代建筑埃及金字塔是用天然石材筑成，至今已经有几千年的历史，足可以说明最好的建筑材料不是砼而是天然石材，只是其建筑周期长，难度大而未被现代人所使用。同样的，现代砼配合比设计中如果水泥多，浮浆多的话砼质量反而不好，耐久性差； 石子多，又能自密实的砼质量是最好的。最便宜、节能、耐久性好的砼是使粗骨料的密实度达到最大，孔隙率最小。

石子的生产工艺非常重要，花岗岩石硬度大，强度高，如果采用鄂式破碎机加两道圆锥破，再来一道整形机出来的石子粒形就很好，不过石子生产成本高，出石率低，但石子的粒形好，砂率小，胶凝材料每方用量少，每方用水量减少，砼成本降低，耐久性能还提高了。石子的压碎指标对低标号砼影响不大，但对高标号砼影响很大。配C60以上的砼，压碎指标最好在8%以下。广东珠海和新会地区的石子强度高，粒形好，压碎指标低，试验证明控制好石子的压碎指标（低于8%）和针片状含量（低于5%），在配制管桩的C80砼时降低了20㎏每立方的灰量（水泥加磨细砂），其强度和和易性相比较相差不大，以下表格是使用湛江本地的石子（压碎指标为11%和针片状含量为10%）和新会石子（压碎指标为5%和针片状含量为3%）所做的砼试配试验的强度结果：

配方

序号 水泥

（kg） 磨细砂

（kg） 砂

（kg） 石

（kg） 水

（kg） 减水剂

（gk） 砼坍落度

（mm） 砼和易性 蒸养强度

（Mpa） 压蒸强度

（Mpa）

1 6.58 2.82 14.36 22.46 2.6 0.188 35 好 52.6 92.1

2 6.3 2.7 13.78 23.46 2.48 0.18 32 好 52.3 95.7

所以有的管桩厂在当地没有花岗岩石，而用石灰石，严格控制石子的粒形、级配，严格把压碎指标控制到最低，最后也能做出C80的砼。而湛江龙头地区的石子立方体抗压强度高，约150Mpa，但由于大家对石子质量不够重视，都是采用几道鄂式破碎机破碎后再筛分出来，存在石粉多、级配差、粒形差、压碎指标高等现象，所以生产管桩的砼在配制时必须灰量高，砂率高才能做出和易性好，强度高的砼。

石子的含泥量对砼质量影响很大，含泥量是石子的一个重要指标。常见的含泥包括材料中的粘土颗粒，淤泥和粉尘颗粒，它们的粒径通常小于0.075mm。这些极细的颗粒会包裹在石子表面，妨碍石子表面和水泥浆之间的黏结，形成软弱的界面层，而且有时会集在一起形成软弱区域，成为混凝土中薄弱区，给砼质量带来很大的隐患。

3建议

3.1骨料质量对砼质量，进而对砼结构工程质量，尤其是砼结构的耐久性，举足轻重，没有骨料就没有砼，即使有朝一日砂石比水泥还贵，也必须使用：骨料质量影响砼结构工程的百年大计，不容忽视。

3.2砼的配合比中充满了对立统一的因素，尽管自从有了高效减水剂，缓解了若干矛盾，但仍然存在技术人员运用对立统一规律的能力。

3.3提高砂石质量也需要形成买方市场，砂石用户首先要转变观念，不能为图便宜或能欠账等一己私利损害社会的利益。

3.4对砂石质量和生产及管理要求的建议：改变生产工艺，以保证粒形，例如除初破外不能再用颚式破碎机；供应单粒级石子，提高限制粒形的标准。

总的来讲，配制管桩高强砼，砂应选用Ⅱ区中砂，含泥量、泥块含量少。石子应选择5—20的连续级配，粒形好，压碎指标低、含泥量少的石子。

参考文献

[1] 王锋.浅谈混凝土强度的影响因素及质量控制措施[J].科技资讯, 2008(28).

[2] 孙爱民.浅析砂、石质量对混凝土质量的影响[J].安徽建筑,2010 (03).