探究特細砂混凝土在中小型水利市政工程中的應用

摘? ? 要：據調查，特細砂混凝土大部分用于工民建基礎墊層和磚混結構中，且是中、細砂混合使用，沒有大力推廣。其原因是行業管理和試驗人員對特細砂配制的混凝土性能掌握不夠，對BJG-1965《特細砂混凝土配制及應用規程》，混凝土試配時采用的砂率偏高，甚至套用粗、中砂混凝土的砂率;拌和用水過大，又不進行和易性試驗，攪拌不均勻，振搗時間不夠，不養護或養護欠佳。致使抗壓強度過低，混凝土收縮、干裂現象嚴重，影響了推廣使用。

關鍵詞：特細砂;混凝土;中小型;水利市政;工程應用

1? 引言

特細砂混凝土即用細度模數為0.7～1.5的河沙配制而成的混凝土，該混凝土的力學性能、耐久性等均跟中細砂配制的混凝土性能接近，其具有粘聚性強、和易性好、易振搗等優點，運用在中小水利工程中，取得顯著效果。

2? 意義

用細度模數為0.7～1.5的砂配制的混凝土稱特細砂混凝土。例如某省，由于歷史上黃河泛濫沉積和經風力推移形成大量砂丘，有大量的特細砂和粉砂，缺乏中粗砂，砂子細度模數在0.38～1.45之間。經對某河砂進行試驗，細度模數為1.20～1.45，含泥量在5%以內。水工混凝土多使用中砂，缺少中砂時，通常采用粗、細砂混合使用。近幾年來，通過對鋼筋混凝土灌注樁橋、灌區一期工程小型橋、閘、經濟開發區廣場地下排水管道墊層、停車場墊層、辦公樓基礎墊層進行了試驗，均使用當地河渠中的天然特細砂拌制混凝土，取得了較好的技術經濟效益。同時，通過實踐，在一定條件下特細砂可配制C10～C25的混凝土。通過摻用石屑替代部分特細砂配制水化熱、抗裂性好、質量優良高強度的混凝土。

3? 特細砂混凝土的性能分析

3.1? ?砂率對強度的影響

在《水工混凝土施工規范》中，按照砂的細讀模數將其劃分為四個等級，分別為特細砂、細砂、中砂、粗砂。而特細砂混凝土的砂率會對混凝土的性能產生影響，而砂率是否合適將會影響混凝土的強度和用水量。實驗數據表明：特細砂混凝土的強度對砂率的敏感度高于中砂混凝土。

3.2? 特細砂混凝土坍落度跟蓄水量的關系

特細砂混凝土的坍落度每增加2cm，其單位面積上所需的數量也相應增加10kg，約中粗砂的2倍，而與之相對的，坍落度每增加一個等級，其需要水泥的用量需增加20kg，這不利于大體積混凝土。

3.3? 特細砂混凝土抗滲性能分析

由于特細砂混凝土的和易性好，在振搗時具有較好的流動性，因此其抗滲性能常常高于中粗砂混凝土，隨著砂細度模數的減少，其抗滲性能的等級反而升高。

4? 特細砂混凝土配制的技術措施

4.1? 適當延長特細砂混凝土拌和時間，可保證混凝土拌和物均勻

由于特細砂中細顆粒數量多，混凝土拌和物粘滯度大，不易攪拌均勻。如果混凝土用水量偏高，混凝土澆筑后易產生收縮，沉降裂縫。因此，除配合比設計中采用低砂率、摻用減水劑等措施降低用水量外，施工中還應適當延長拌和時間1min～2min，保證混凝土拌和物質量的均勻性，加強振搗和養護，提高施工質量。

4.2? 采用低砂率、低坍落度可使用水量與中砂混凝土相近

混凝土是水泥包裹砂子形成砂漿，砂漿包裹石子形成的人造石。砂子用量多少直接關系到水泥用量，石子四周包裹的砂漿厚度大了，就會降低其骨架作用，直接降低混凝土的抗壓強度。因此，無論粗、中、細砂混凝土選擇砂率都不宜過高。由于特細砂較中砂顆粒均勻，包裹石子的砂漿厚度相對比中砂砂漿的厚度小，這就大大加強了石料的顆粒作用，因而特細砂混凝土較中砂混凝土具備了降低砂率的客觀條件。隨著砂率的降低，水泥用量相對減少，使特細砂混凝土的性能有了很大的改善。水工混凝土試拌用水量資料表明，特細砂混凝土每增減砂率2%，混凝土用水量相應增減5kg/m3，因而采用較低砂率可有效降低混凝土單位用水量。開封市水利、市政工程采用的特細砂混凝土較中砂混凝土砂率低約6%～10%。

4.3? 摻用減水劑降低混凝土用水量

減水劑用于特細砂混凝土不僅可降低單位用水量，還可改善混凝土拌和物的性能及混凝土的物理力學性能。開封縣運糧河小店王節制閘、趙口灌區一期工程一些橋梁的灌注樁，都使用了木鈣減水劑，從而使混凝土單位用水量減少、節約水泥、改善混凝土的和易性、增加強度，具有顯著的經濟效益。砂的顆粒愈細，混凝土的最優砂率愈低。配制特細砂混凝土的關鍵是采用較低的砂率，一般在30%以下。砂率不僅影響混凝土的強度，而且影響混凝土拌和物的和易性及水泥用量等。砂率適當時，其抗壓強度可以接近于中、粗砂混凝土;砂率過大時，其抗壓強度顯著下降。

4.4? 摻用石屑替代部分特細砂配制高強混凝土

摻用石屑（0.08mm～5mm）替代特細砂，并與特細砂配成混合砂組成混凝土的細骨料。這種混合砂與純特細砂比較，它的級配好、空隙率小、細度模數大。與人工砂比較，這種混合砂的顆粒圓滑，對粗骨料有良好的潤滑作用，混凝土拌和物流動性好，而且價格也低于人工砂。石屑的摻入改善了特細砂的級配，使其比表面積和空隙率都降低，減少了單位用水量，使混凝土孔隙結構得了改善;石屑粉末的存在，減少了泌水，使混凝土的均勻性得到改善;由于石屑表面粗糙多孔，機械咬合力強，水泥水化時堿性溶液進入孔內，發生一系列物理化學過程，因而與水泥石之間有良好的界面粘結，提高了抗壓、抗拆強度，并增強抗滲、抗凍能力，經試驗，抗滲可達到P6，抗凍達到F50;可配制C15～C30普通混凝土，通過“雙摻”還可配制C50～C60高強混凝土。

5? 特細砂混凝土應用在中小水利工程中的設計和施工要點

5.1? 選擇原材料

對于粗骨料的選擇應該應用碎石粒徑為20mm～40mm，且含泥量對于1%;細骨料主要使用本地區產的特細砂并將泥團篩選除去，細骨料的細度模數為0.5，含水量低于3%，而水泥則選擇有牡丹江生產的標號為425的普通硅酸水泥，其各項原材料的物理學指標均滿足《水工混凝土施工規范》中的規范和要求，水選擇PH值為7.0的飲用水。

5.2? 配合比

配合比是否設計合理在很大程度上將對混凝土的和易性、強度產生直接影響。按照混凝土的設計強度青燈，主要是參照普通混凝土的配合比進行設計。在設計特細砂混凝土配合比時，因為砂過細，必須要控制好砂率，鑒于中小水利工程的施工特點，砂率不能低于28%，水灰比不能超過0.5，每個平方混凝土所需的用水量大約是普通水泥的1.06倍。

5.3? 施工

在中小水利工程中應用特細砂混凝土，要嚴格控制好各個施工環節。首先關于混凝土的攪拌最好能夠采取機械攪拌的方式，這樣主要是為了便于水泥跟細砂表面能夠充分結合，以此避免因為攪拌不均勻導致的細砂團，進而導致澆筑完成后的混凝土的局部強度過低，大量的實踐證明，在特細砂混凝土的攪拌中，攪拌的時間不能低于150s;其次要嚴格控制好混凝土的坍塌度和單位用水量，這主要是因為跟普通的混凝土相比，細砂混凝土更容易發生離析，如：若用水量過大會引起坍塌度增加，不僅導致混凝土容易發生離析，還可能降低了混凝土的強度。

6? 結論

通過工程實踐表明，特細砂混凝土由于砂子顆粒在0.16mm以下細粒數量多，使混凝土拌和物粘滯度大，黏聚力強，泌水少，經過振動，不易產生分層和離析。外觀較中、粗砂混凝土干澀的特細砂混凝土拌和物，在振動時反而易于振實。采用特細砂配制混凝土，可就地取材，成本低廉，只要采用相應的技術措施，改善混凝土的性能是可行的。

參考文獻：

[1]王異，周兆桐.特細砂混凝土[M].長春：吉林科學技術出版社，2019.

作者簡介：

黃朝國（1972—）男，漢族，山東省東營市河口區義和鎮，大專，初級工程師，研究方向：水利工程施工。