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随着环保力度的加大，混凝土原材料供应日趋紧张，符合混凝土规范要求的骨料逐渐减少，甚至原材料越来越差。过去不能满足混凝土生产要求的原材料，如今也考虑使用或已进入搅拌站。本话题讨论的勉强可以使用的原材料是指原材料的某一项技术质量指标不能完全满足国家规范要求，需要采取必要的手段进行混凝土配制生产，使混凝土质量满足设计要求。 （一）勉强可以使用骨料的种类 勉强可以使用的骨料重要有以下几种： （1）含泥量超出规范要求 砂石质量含泥量偏高的现象已成为一个普遍的现象，令很多技术人员头疼。新拌混凝土的初始工作性随着含泥量的增大而减小，混凝土坍落度的1h经时损失随着含泥量的增大而增大。例如，当砂的含泥量低于5.0%时，含泥量对混凝土工作性的影响不是非常明显，可以满足生产需要。当砂中含泥量等于5.0%时，虽然新拌混凝土的初始坍落度基本满足要求，但是，坍落度的1h 经时变化量过大，拌合物的工作性不能满足生产要求。 另一方面降低混凝土强度，且随着含泥量的增长混凝土强度增长率降低。从生产实践中发现，随着骨料含泥量的增加混凝土初始工作性和经时损失均逐渐降低。随着骨料含泥量的增加混凝土强度呈下降趋势，且对高强度等级混凝土的影响大于低强度等级的混凝土。 生产实践中，对砂含泥量的重视程度往往超过粗骨料，但随着原材料日趋复杂，粗骨料的含泥量也不容忽视。粗骨料的含泥量有以下几种表现形式： 1.包裹型含泥。粗骨料中泥粒主要以浆状粘接或附着在骨料表面，会影响骨料与浆体的粘结，降低混凝土强度及其他性能； 2.松散型含泥。粗骨料中存在均匀分布泥粒，其影响主要降低混凝土工作性； 3.团块型含泥。如果粗骨料中存在大量团块状泥土，便会对于混凝土很多性能产生负面影响，尤其表现在混凝土抗拉强度方面，如果泥块含量为1%～2%，混凝土抗拉强度会减少10%～25%，团块型含泥量增多，对混凝土干缩性能影响越明显，因此根据《水工混凝土施工规范》的相关要求，粗骨料中禁止存在大量团块状泥土。 （2）骨料的坚固性及软弱颗粒含量 骨料的坚固性主要对混凝土的耐久性和稳定性影响较为明显，对混凝土耐久性较高的工程应注意控制骨料的坚固性，如抗冻，抗侵蚀。骨料中松软颗粒的含量对低强度等级混凝土影响不太明显，对高强混凝土应注意其含量控制，一般而言，强度等级大于C30 以及具有抗冻、抗渗、抗侵蚀性能的混凝土，软弱颗粒含量不宜不大于5%；混凝土强度等级小于C30，软弱颗粒含量则需要控制在10%以下。 此外，骨料的种类、产地、工艺也使骨料具有一定的差异，进而影响混凝土质量。例如，就高强混凝土而言，玄武岩和石灰岩拌制的混凝土强度较砾石混凝土强度高10%～20%，并且玄武岩混凝土抗压强度明显超过石灰岩混凝土，但对于普通混凝土而言，三种骨料混凝土的强度差异较小。再如，硅质卵石、辉绿岩碎石、花岗岩碎石和石灰岩碎石制备混凝土，花岗岩抗压强度相对较低。 （3）骨料的料颗粒形状及级配 骨料的粒形和级配对混凝土性能具有重要影响。随着针片状含量的增加，骨料的空隙率增加，混凝土拌合物的工作性降低，粘聚性变差，变得难以振捣、密实，为获得满意的工作性需要提高砂率及混凝土浆体用量。骨料的针片状含量对混凝土强度的影响主要表现为：混凝土抗压强度随骨料针片状含量的增加而降低，当针片状含量超过15%时，降低较明显；对高强度等级混凝土抗压强度的影响大于低强度等级混凝土；且对混凝土抗弯强度的影响大于对混凝土抗压强度的影响。 （4）骨料吸水率 骨料吸水率的大小，直接影响混凝土坍落度损失的快慢。吸水率较大的骨料直接吸走混凝土内游离自由水，使工作性降低。从试验来看，吸水率小于1%的骨料对混凝土工作性影响较小；当骨料吸水率大于3%时，混凝土工作性损失加快。使用吸水率较大的骨料时，一方面可以加水湿润或适量增加外加剂用量；另一方复配其他骨料使用。此外，应注意吸水率较大骨料对强度的影响。骨料本身吸水率越大，内部结构相对越疏松，骨料坚硬程度差，与水泥砂浆界面过渡区粘结强度越显薄弱，受压破坏时很容易在薄弱处形成应力集中，强度会降低。 （二）生产过程中如何使用 （1）考虑混凝土的性质 在考虑使用勉强可以适合的骨料生产混凝土时，首先要考虑所要配制混凝土的性质、特点，如强度等级，工程部位，有无抗渗、抗裂等特别要求。其次要考虑所生产的混凝土所使用的施工工艺，施工时的环境因素对混凝土有无特别要求。最后还要注意浇筑后，是否需要进行特殊的养护才能满足混凝土的性能要求。在综合考虑以上因素的基础上，再考虑所用的骨料有哪些不利因素，需要配制混凝土，施工过程，养护工程中需要特别注意的事项。使用勉强可以适合的骨料时，应该认识到骨料可能适合于混凝土的某些应用，但不适合于其他应用。例如孔隙率高的骨料可能不适合于配制强度高于C50的混凝土，但当没有耐久性问题时可能满足低强混凝土的要求。 生产中将骨料分别堆放，根据混凝土性能要求进行合理生产，尽量避免在强度等级较高的混凝土中使用，可以在低强度等级的混凝土中或非承重的结构部位使用； （2）考虑骨料的弱点 勉强可以适合的原材料一般存在一项或者一项以上的性能指标不能满足标准规范要求，或稍微超出规范要求，在使用这种骨料前，要通过检测确定那一项或那几项技术指标不合格。通过相关标准试验，根据使用条件和骨料特性进行分析，对勉强适合的骨料应按要求进行更精确的试验。例如建议使用一系列的试验包括矿物分析，耐久性和机械剥蚀来鉴定页岩。这些不符合标准规范要求的技术技术指标有哪些弱点，如砂含泥量偏大时，吸附一定量的外加剂造成混凝土拌合物流动性降低；骨料表面的泥粉影响混凝土浆体与骨料界面的粘结，降低硬化混凝土强度；含泥量偏大的骨料配制的混凝土塑性收缩增加，增大混凝土开裂的几率等等。根据不同骨料的缺点采取相应的措施，做到有的放矢，切勿盲目使用。例如，使用增加外加剂掺量的办法抑制含泥量偏高对混凝土拌合物带来的不利影响；利用适当提高胶凝材料用量来抑制含泥量对强度的不利影响。 （3）骨料的优化 可以勉强适合的骨料，是否存在与其他骨料优化的可能。勉强适合的骨料是否可以与其他骨料复合使用降低其不利影响，例如河砂复配机制砂使用降低含泥量，细砂复配机制砂调整机制砂的级配。 （4）配合比设计时优化措施 在使用勉强适合的骨料配制混凝土时应更加小心，需要制定更多的预先计划、更多的独创性技术措施以及可能更高的费用（也有可能花费的费用可能少于使用高质量骨料的费用）。毫无疑问，在使用勉强适合的骨料进行配合比设计时需要额外试验以及严格的质量控制。配合比设计时，应充分利用其它原材料的优点来弥补勉强适用的骨料的不足，如利用提高外加剂用量来改善含量量超标的骨料对混凝土工作性产生的不利影响。通过调整配合比参数，降低勉强适用骨料的用量，降低其影响，例如，适当该表浆体用量、调整砂率，想方设法降低勉强适用骨料的用量。针对勉强使用骨料对混凝土产生的不利影响，利用配合比参数调整克服其产生的不利影响。需求是技术创新的源泉，随着技术的发展，试验的深入，有可能发展出更完善的配合比设计方法，优化使用勉强适合的骨料。 表1 原材料质量对水泥用量的影响
在生产过程中，应及时根据原材料变化情况及时采取相应措施，做到防范与未然。欢迎大家就原材料使用过程中遇到的问题，进行留言讨论。 |
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