砂石含泥量对混凝土工作性及抗压强度的影响

马明英 马小平

（银川能源学院 宁夏银川 750105）

在现代建筑中，不能缺少的一种重要材料就是砂石，评价混凝土用砂石骨料质量标准的关键性指标之一即为含泥量，如果具有较高的含泥量情况，会增加用水量，不良的影响到混凝土拌合物的工作性、混凝土强度。所以，必须要高度的重视好研究砂石含泥量对混凝土工作性及抗压强度的影响，确保所配制的混凝土具备合理等级。

1 混凝土概况

混凝土的构成为水泥、石子、砂、水和相应化学外加剂，通过水泥凝结硬化所得，强度、耐久性较高。混凝土重要构成材料就是砂、石，称作骨料，在混凝土总体积中占据70%的比重。工作性涉及到三方面，即流动性、粘聚性、保水性，为混凝土拌合物，对于各种施工环节的操作提供便利性，能够让结构更加均匀，并且使得密实性更强。含泥量为混凝土用砂石骨料质量标准内关键性指标，国家以及行业标准中，均严格的提出含泥量限制，对于混凝土来说，需要天然砂含泥量在5%之内，石子含泥量在1.5%之内。但砂石通常为天然地方性材料，多项因素（产地、采集等）均可以对最终材质构成影响，各因素的作用下，能够改变砂石材质，或者出现砂石含泥量超标问题。所以需要实施各种有效的途径对此形势进行应对。

现代混凝土中，实施硅酸盐水泥作胶凝材料这种形式，应用的时间已经较长，得到广泛的认可以及满意，但对于骨料含泥量跟混凝土的强度以及性能等等方面所产生的影响的内容还相对不多，特别是在定量角度讲。因为以往人们只是在意砂石级配、形貌等可以显著的影响到混凝土性能的特征，不重视骨料含泥量的影响作用。而且实践中，在基于各项因素影响的基础上，非常不容易明确混凝土性能的关键性因素，例如在增大骨料含泥量时，会相应的降低混凝土强度，但同体积骨料增大含泥量，降低单位用水量情况下，会将混凝土的强度提升。所以，国内外在此问题上未形成统一定论，针对分析骨料的含泥量影响到混凝土拌合物工作性的内容还需要不断的探索，而且在解释骨料的含泥量影响到混凝土强度的方面，未来需要更多的研究予以支持论证。

2 试验研究

2.1 试验依据和材料

对于检测水泥的方法以及标准，必须要严格的遵循标准依据，也就是我国提出的《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》（GB/T 17671—1999）、《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》（GB/T 1346—2011）等等内容。对于研究的设计配合比以及坍落度试验方面，主要是分别参考《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2011）以及《普通混凝土拌合物性能试验方法》（GB/T 50080—2002）。

在本试验中所应用到的材料包括水泥、砂子、石子以及水。其中，水泥的标准就是42.5R级普通硅酸盐水泥；砂子为中砂，细度模数是2.8；石子是单位级集料，规格分别是 5～15，15～20，20～30；普通自来水。另外，泥为0.15mm筛的粘土。

2.2 试验过程

进行设计配合比主要是遵循《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ 55—2011）相关内容展开，密切的考虑到原材料各项技术指标，并且对坍落度设计标准方面进行充分的考虑，也要全面考虑到其他的一些内容，通过综合的分析，最终确定好科学的日常生产用配合比，混凝土的强度等级C40。

针对立方米混凝土材料用量，初定的比重主要是按照以下的方式，即水：水泥：砂：石子=154：321：707：1290，水灰比、砂率各自为 0.48、0.354。清洗前面应用到的碎石以及砂，进行风干处理，得到零含泥量。按照预先设置的配合比，按照顺序落实坍落度试验以及抗压强度试验，最终得到了49.5MPa的28d抗压强度，坦然度是50mm。采取烘干粘土（0.15mm筛出），进行混合土和碎石，之后展开匀称的搅拌，比例就是遵循0.5%～3%进行，配制出含沙量各异的碎石，在表面上实施洒水处理，而且碎石表面不为，要展开包裹泥土工作。之后充分的风干，结束这项操作之后，落实接下来的试验。再依照以上的模式，采取1%～10%的比重，搅拌土和砂，同样配制含泥量不同的砂再落实继续试验。选用四份不同含泥量的砂，即含泥量1%、2%、3%、5%，同时采取五份含泥量不同的石子，即0.5%、1%、1.5%、2%、5%，严格的遵循正交表，展开标准流程的混凝土和易性和抗压强度试验。结束此项内容之后，严谨分析，掌握住砂子含泥量情况，探究石子含泥量跟混凝土拌合物以及易性、抗压强度相关情况。

3 试验结果分析

3.1 试验结果

（1）在粗集料含泥量的影响方面。不同比例石子含泥量展开混凝土拌合，进行检测坍落度以及28d立方体抗压强度，观察结果表明，混凝土的坍落度会在增加石子含泥量同时，出现减少的现象，同时在提升石子含沙量的基础上，在混凝土的立方体抗压强度方面，产生的改变就是大幅度的减少，石子含泥量在1%以上的情况下，则能够对于混凝土抗压强度、坍落度构成严重的影响。所以，应该确保石子含泥量在1.0%之内的范围为宜。

（2）在细集料含泥量的影响方面。不同比例砂石含泥量落实混凝土拌合，检测其坍落度和28d立方体抗压强度，可以观察到的结果就是，在增加了砂石含泥量的情况下，会出现降低混凝土的坍落度的现象，同时抗压强度同样显著程度的降低。如果砂石含泥量在3.0%以上，则能够对于混凝土的坍落度、抗压强度两项指标产生严重的影响，提示砂石含泥量应该控制在3.0%之内为宜。

（3）在影响混凝土7d抗压强度因素方面，砂子含泥量跟石子含泥量相比明显更多的情况下，影响28d抗压强度因素的主次顺序跟前者是具备一致性的。对于7d抗压强度，在石子含泥量的影响方面上没有产生幅度较大的改变，但砂子含泥量具有明显的影响情况。砂子含泥量存在显著的影响混凝土28d抗压强度的情况。在分析石子含泥量对于混凝土抗压强度所形成的一些影响的结果方面上，0%～2.0%范围中，粘土含量没有非常显著的影响到混凝土抗压强度，或者具有稍微的增高的趋势，具有1%含泥量情况下，会较小幅度的降低强度，具有增加个别试验结果的趋势。产生此种现象的因素就是，粘土质地坚硬，发挥出微细集料功效，将混凝土的孔隙进行有效的填补，并且对于混凝土的结构缺陷有效的弥补，使得混凝土的强度有效的提升。但是，在含泥量为5%以上时，会出现更加显著的降低幅度。另外，在增加粗细集料含泥量期间，进行外加剂掺量或水泥用量的增加，可以将混凝土生产成本提升。对于粗细集料含泥量，能够对于混凝土其他性能产生不同程度的影响，所以需要不断的进行深入试验研究，对影响和产生影响的程度进行严密的分析。综合考虑规范标准，严格的依照粗细集料含泥量影响到混凝土性能相关因素，表明了混凝土配合比的最科学合理的方法就是，控制好石子含泥量、砂含泥量分别是在2%之内、3%之内。

3.2 原因分析

①粘土可以不同程度的降低水泥石本身及其跟骨料间黏结强度。在骨料的表面上，如果存在粘土的附着的情况，则使得骨料不能直接的接触到水泥浆体，使得双方之间形成明显的滑动问题，最终对于粘结强度构成严重的影响。同时分散型的泥，可以构成浆体的硬化的影响现象，如果产生这种问题，则会减小水泥石的强度性等级。另外，使得混凝土软弱的关键性区域之一就是泥块，需要引起高度的重视。②粘土可以将应力更加集中。集中应力即材料产生受力的环节，在其表面和内部缺陷的位置，产生了相应的力量，这种应力会显著的大于平均应力，一旦产生集中应力现象，势必会降低混凝土的强度。粘土可以让混凝土出现应力集中的问题，那么在混凝土的强度方面，粘土充当着一定的影响力。对于高强度混凝土而言，其具有水灰比而且是相对较小的，提升水灰比期间，会让高强度混凝土敏感度相应提升，所以，相对低强度混凝土而言，含泥量能够更显著的影响到高强度混凝土的强度。而且因粘土能够于混凝土中构建起薄弱区域部位，就会使得高强度混凝土强度差增加，这种情况下，势必会增大应力集中。鉴于此，需要对于高强度混凝土含泥量科学的把控、合理的掌握。③粘土可以削弱混凝土工作性。骨料的表面上，粘土对其附着的情况下，可以使得粘土吸走表面的拌合水，也能够让粘土把减水剂吸走，势必会减小混凝土坍落度，影响混凝土工作性。

4 结语

在此次研究中，采取试验分析的方式，探究各种含泥量的砂以及石配制混凝土相关内容，了解到其对于混凝土性能产生的影响的有关规律，最终获取配制混凝土的试验数据具备良好的科学性和合理性。通过进行此项研究，可以推动在力学角度基础上，分析混凝土中骨料功效，提供给未来设计高强高性能混凝土材料有价值的指导，并且在开发人造轻骨料方面具有重要的指导意义，以及对于配制轻骨料混凝土的借鉴价值巨大。通过相关的规律，能够更好的优化混凝土配合比，对于混凝土质量水平实现有效控制。