地方水利工程粗骨料检测发现的问题及建议

薛娟 陈安 姜斌

摘 要：对于水利工程建设而言，砂石骨料是重要的组成部分，会对水利工程建设的质量产生较大的影响。在混凝土之中，砂石骨料的占比在70%左右，因此，砂石骨料的性能会在很大程度上影响混凝土的质量。基于此，本文着重研究混凝土用粗骨料的颗粒级配，通过统计地方石料颗粒及配检测的数据，发现问题，分析影响，提出建议，希望通过检测手段来优化和指导施工，从而保障和促进水利工程建设工程混凝土的质量。

关键词：粗骨料 检测 问题

1.引言

江苏省水利工程建设用砂石骨料要求用SL352-2006《水工混凝土试验规程》来检测，用SL677-2014《水工混凝土施工规范》来判定。在粗骨料的选择当中，需要保证其各项技术指标能满足施工的要求，并在试验室通过筛分的方式来确定粗骨料的级配及粒径。

2.石料的级配试验流程SL352-2006《水工混凝土试验规程》

（1）用四分法选取风干试样，如果骨料的最大粒径在20毫米，则其质量应高于10千克；如果骨料的最大粒径在40毫米，则其质量应高于20千克；如果骨料的最大粒径在80毫米，则其质量应高于50千克；如果骨料的最大粒径在150毫米，则其质量应高于2000千克。

（2）将其过筛，过筛的顺序应为从大致小的顺序，直至每分钟通过量低于总试样量的0.1%为止。除此之外，还要确保每号筛余平均层的厚度，要将平均层的厚度与试样的最大粒径值相比较，确保厚度小于最大粒径值，如果超过了最大粒径值，则需要将筛分分成2份，然后进行再次的筛分。

（3）称取各筛筛余量（针对那些粒径大于150毫米的颗粒，也需对其进行称量，而且要计算出百分含量）。

（4）对实验结果的处理，需要依照以下的步骤：

a. 计算分计筛余百分率，具体的计算方法为将各号筛上的筛余量除以试样总量的百分率。而且要准确至0.1%。

b. 计算累计筛余百分率，具体的计算方法是将该号筛上的分计筛余百分率与大于该号筛的各号筛上的分计筛余百分率的总和。

c. 为了提升实验结果的准确性和科学性，需要取两次测值的平均值，并将其作为试验结果。筛分后，需要将底盘上的筛余量与每号筛上的筛余量相加，二者之和与原试样量相比较，如果二者之间的差异超过1%，那么则需要重新进行实验。

3.石料的级配要求SL677-2014《水工混凝土施工规范》

（1）首先应确保粗骨料应质地坚硬，并且要使其清洁、级配良好；

（2）应将粗骨料分为小石、中石、大石和特大石四级，小石的粒径为5-20毫米、中石的粒径为20-40毫米、大石的粒径为40-80毫米、大石的粒径为80-150（120）毫米。

（3）要对各级骨料的超径以及骨料逊径含量加强控制。就原孔筛检验而言，超径的控制标准为小于5%，逊径的控制标准为小于10%。就超、逊径筛（方孔）检验而言，超径的控制标准为零，逊径的控制标准应小于2%。

（4）各级骨料应避免分离。粒径为5-20毫米的小石，应用孔径为10毫米的中径筛检验；粒径为20-40毫米的中石，应用孔径为30毫米的中径筛检验；粒径为40-80毫米的大石，应用孔径为60毫米的中径筛检验；粒径为80-150毫米的特大，石应用孔径为115毫米的中径筛检验。

4.石料颗粒级配分析的实检数据

表格统计了2018年上半年30组地方水利工程送检的石料颗粒分析数据。SL677-2014中指出超、逊径宜在40%～70%范围内，而表中只有19组样品超、逊径合格（表内超、逊径以原孔筛检验），合格率只有63.3%。但是如果用GB/T 14685-2011《建设用碎石卵石》来检测，以下的粗骨料级配良好。

5.石料颗粒级配对混凝土性能的影响

就粗骨料而言，控制好颗粒级配会对粗骨料的质量产生较大的影响，粗骨料的性能与混凝土的性能密切相关，对混凝土影响最大的是最大粒径以及粒级配对。具体而言，（1）骨料的级配合理才能降低孔隙率，能够降低水泥砂浆的用量，节约水泥，降低成本。（2）水泥用量的降低又可以减小混凝土的干缩，降低水化热，这对大体积混凝土的浇筑是十分有利的。（3）良好的颗粒级配，还可以在用水量相同的情况下，提高混凝土的和易性，具有显著的枝术经济的效果。（4）评价颗粒级配的方法包括三个方面，第一，是指由富勒（W.HFuller）等人于1901-1907年提出的认为密度大并且孔隙小的级配最好。第二，是指表面积理论。这种理论认为，骨料的表面积越小，用来包裹其表面的水泥浆用量就会越少，因此这种级配就是最好的级配。第三，是指粒子干涉理论。该理论取上一级骨料的间距恰好能够等于下一级骨料的粒径，下一级骨料填充其间不发生“干涉”的级配作为最优级配。根据以上三种理论得出的最优级配，实际上就是相近的，但是在实际应用中却遇到了操作上的困难。石子的粒径越大，便意味着其表面积减小，这使得所应用到的水泥浆也会随之减少，最终会降低用水量，使混凝土的强度增加，因此，应选择粒径较大的石子。但值得注意的是，并不是石子粒径越大越好，因为粒径越大，石子中存在缺陷的几率也会随之增加，并且粒径大的石子在搅拌过程中，会快速的下沉，这会严重影响混凝土的颗粒分布，进而降低混凝土的强度。如果粒径较小，会增加石子的表面积，增加空隙率。这会在很大程度上提升水泥的用量，进而增加成本。（5）混凝土的经济性和易性会受到级配的影响，不仅会影响到混凝土的强度，而且还会影响到混凝土的抗渗性以及耐久性。较好的骨料级配应当是空隙率小、总表面积小，并且具有有少量的细颗粒。

6.想法和建议

对于施工使用而言，应从料源控制粗骨料的级配，有两种解决办法：其一、工程开工确定料源后，即将所需的粗骨料级配要求发给生产单位，按要求供料，而不是随便购买成品（因为料场有很多是按GB/T 14685或JGJ52的技术要求生产的不适应水利工程的特殊需要）；其二、现场细分粒径，按适当的比例混合使用。

对于检测而言，可以分用GB/T 14685和SL 352同时来控制粗骨料的品质。用GB/T 14685来确定其级配是否能用于相应强度等級的混凝土，用SL 352来检测粗骨料的其它参数（尤其泥块含量和含泥量）是否能满足水利混凝土的技术要求。

参考文献：

[1]GB/T 14685-2011，建设用碎石卵石.

[2]SL 352-2006，水工混凝土试验规程.

[3]SL 677-2014，水工混凝土施工规范.