不同砂对工程质量及成本的影响.docx
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不同砂对工程质量及成本的影响
不同吸水率的砂对质量和成本的影响
摘要：
港口工程混凝土中的原材料质量是重要环节，关系到整个工程的质量，特别是砂子。
本文通过强度、冻融、抗渗等试验对不同的砂质特性进行研究分析，找出砂质对混凝土质量和成本影响，为施工提供指导和技术保证。
关健词：
混凝土强度、混凝土抗冻性、混凝土抗渗性、混凝土抗氯离子渗透
1引言
近年来，随着建设工程项目的大量开工，建设工程用河砂的供求越来越显得不足，根据水运工程质量检验标准JTS257-2008中必检项目进行检测均符合标准，但是砂的特性不同，如有的砂风化比较严重或吸水率比较大，在拌制混凝土时就会发现混凝土的用水量很大，拌制的混凝土和易性不好，强度达不到预期目标，甚至影响混凝土耐久性。
因此，本文主要通过砼强度和耐久性试验等相关试验，进一步研究大连地区不同吸水率的砂，在工程施工中对质量和成本的影响。
2试验用砂
2.1砂质选定
从三公司大连周边各项目部，按砂质吸水率、风化程度、含泥量及细度等重要指标大致相近的前提条件下抽取四种砂，分别为1#为第九项目部、2#为第三项目部、3#为第二项目部、4#为第六项目部，并对砂进行试验检测，结果如表2-1、表2-1。
砂质物理性技术指标表2-1
各项指标
吸水率
（%）
细度
模数
表准观
密度
（kg/m3）
堆积密度（kg/m3）
空隙率
（%）
总含
泥量
（%）
泥块
含量
（%）
备注
1#
1.0
2.6
2630
1280
53
3.0
0.6
第九项目部
2#
1.0
2.6
2650
1300
51
3.0
0.7
第一项目部
3#
0.5
2.7
2650
1380
48
2.7
0.5
第二项目部
4#
0.3
2.5
2630
1460
44
2.6
0.4
第六项目部
砂质化学性技术指标表2-2
各项指标
氯离子含量
（%）
轻物质含量（%）
云母
含量
（%）
有机物含量
（%3）
SO3
含量
（%）
碱活性膨胀（%）
坚固性
（%）
备注
1#
0.001
0.2
0.3
合格
0.2
0.02
2
第九项目部
2#
0.001
0.2
0.2
合格
0.3
0.02
3
第一项目部
3#
0.001
0.1
0.1
合格
0.1
0.03
2
第二项目部
4#
0.001
0.2
0.1
合格
0.1
0.01
1
第六项目部
3不同吸水率砂，胶砂强度试验
依据GB/T2419-2005试验方法对四种砂进行水泥胶砂流动度试验，试验中胶砂以基准砂用水量为225mL所达到的流动度为标准（190-210mm），调整四种砂所需的用水量成型，通过强度分析，结果用水量越大，强度越低。
具体数据如下：
表3-1
各项
指标
用水量（mL）
需水量比（%）
抗折强度（MPa）
抗压强度（MPa）
备注
3天
28天
3天
28天
基准砂
225
/
4.2
7.9
20.4
45.9
/
1#
305
136
3.5
6.6
13.0
28.4
第九项目部
2#
315
140
3.3
6.2
12.6
26.9
第一项目部
3#
290
129
3.5
6.8
14.5
32.6
第二项目部
4#
265
118
3.7
7.1
18.1
38.0
第六项目部
说明：
需水量比指的是在相同流动下，四种砂质的流动度达到190-210mm范围内所需的用水量与基准砂所需的用水量之比。
图3-1水泥胶砂抗折强度对比图
结果分析：
通过图3-1分析用水量越少，胶砂抗折强度越高。
本图中基准砂用水量最小，3天和28天的胶砂抗折强度最高。
其次是4#、3#、1#、2#最差。
图3-2水泥胶砂抗压强度对比图
结果分析：
通过图3-2分析用水量越少，胶砂抗压强度越高。
本图中基准砂用水量最小，3天和28天的胶砂抗压强度最高。
其次是4#、3#、1#、2#最差。
4不同吸水率砂，砼性能试验
4.1原材料选定
4.1.1水泥：
采用海鸥牌P·O42.5级，抗压强度：
R3:
26.5MPa,R28:
53.1MPa;抗折强度：
R3:
5.4MPa,R28:
8.7MPa初凝时间3h24min,终凝：
4h00min；安定性沸煮法合格；
4.1.2石子：
表观密度2720kg/m3，粒径5-25mm，级配良好；
4.1.3外加剂：
采用TH-2减水剂；
4.1.4引气剂：
PC-2；
4.2配合比的选定
通过各种水泥胶砂强度需水量对比试验采用1#、2#、3#、4#四种砂质进行配合比比对试验，配制C40F350，混凝土坍落度为180mm-200mm，含气量为5.0%-7.0%。
具体数据如下：
表4-1
名称
配合比
水灰比
P·O42.5
水泥
g
河砂
g
碎石
5-25mmg
用水量
ML
引气剂
减水剂
PC-2
%
掺量
%
TH-2
%
1#
0.40
450
662
1070
180
1.69
2.7
12.15
2#
0.40
450
667
1070
180
1.69
3.0
13.5
3#
0.40
450
667
1070
180
1.69
1.9
8.6
4#
0.40
450
645
1088
180
1.69
1.5
6.75
说明：
1#-4#配合比水灰比相同，用水量相同，调整减水剂掺量使坍落度达到180mm-200mm，调整引气剂掺量使各配合比含量气达到5.0%-6.5%范围内。
拌合物试验结果表4-2
名称
坍落度
mm
扩展度
mm
容重
g
含气量
%
凝结时间
h
初凝
终凝
1#
200
475
2370
5.7
12.1
15.4
2#
195
460
2350
6.2
12.3
15.0
3#
195
440
2370
5.2
11.0
14.6
4#
180
420
2340
6.4
10.3
13.2
4.3混凝土抗压强度试验
说明：
通过混凝土拌合物的拌和、成型、养护（温度为20±3℃和湿度为90%以上的潮湿空气中）。
3天、7天及28天后以0.3-0.5MPa/s的速度连续而均匀地加荷，直到破坏。
4.3.1混凝土抗压强度试验
抗压强度结果数据如下单位：
MPa表4-3
名称
3天抗压强度
7天抗压强度
28天抗压强度
1#
34.2
41.4
44.1
2#
33.8
40.0
40.5
3#
36.1
44.5
47.3
4#
37.9
46.3
49.7
图4-13天、7天、28天抗压强度对比图
结果分析：
砂吸水率较大的1#、2#混凝土的3天、7天、28天强度明显低于砂吸水率较小的3#、4#混凝土。
3天强度的极差为4.1MPa；7天强度的极差为6.3MPa，28天强度的极差为9.2MPa。
4.3.2混凝土抗劈裂强度试验
28天抗劈裂强度试验结果具体数据如下单位：
MPa表4-4
名称
试块1
试块2
试块3
平均值
1#
3.1
3.6
3.7
3.5
2#
2.9
3.5
3.2
3.2
3#
3.7
3.6
3.4
3.6
4#
4.0
4.1
3.8
4.0
图4-228天抗劈裂强度结果对比图
结果分析：
砂吸水率较大的1#、2#混凝土的劈裂强度略低于砂吸水率较小的3#、4#混凝土。
4.3.3混凝土抗氯离子渗透试验
说明：
在直流电压作用下，氯离子能通过混凝土试件向正极方向移动，以测量流过混凝土的电荷量反映渗透混凝土的氯离子量。
抗氯离子渗透试验结果具体数据如下单位：
C表4-5
名称
试块1
试块2
试块3
平均值
1#
1900.6
1927.7
1930.2
1919.5
2#
2170.0
2195.2
2177.1
2180.8
3#
1976.5
1991.7
1970.3
1979.5
4#
1926.8
1877.6
1882.4
1895.6
图4-3抗氯离子渗透结果对比图
结果分析：
砂吸水率较大的1#、2#混凝土的电通量明显高于砂吸水率较小的3#、4#混凝土。
电通量越高的混凝土代表其抗渗能力越差。
4.3.4混凝土抗渗试验
说明：
由于压力差和毛细孔的表面张力，会使水向砼内部迁移，于是发生渗透现象。
比较混凝土的密实性，比较混凝土的抗渗性。
抗渗试验结果具体数据如下单位：
表4-6
名称
试块1
试块2
试块3
试块4
试块5
试块6
平均值
1#
44
84
50
24
57
47
51
2#
12
84
56
79
60
64
76
3#
7
20
25
30
33
34
32
4#
13
16
18
31
29
22
22
图4-4抗渗试验结果对比图
结果分析：
砂吸水率较大的1#、2#混凝土的渗水高度要高于砂吸水率较小的3#、4#混凝土。
4.3.5混凝土抗冻试验
说明：
抵抗混凝土在自然条件中由于反复正负温度交替引起体积膨胀，使混凝土内外部产生裂缝。
通过到达规定的养护龄期后，对混凝土试块进行一冻一融循环试验，了解混凝土本身抗冻性能。
抗冻混凝土重量损失试验结果具体数据如室表4-7
名称
重量损失率（%）
50次
100次
150次
200次
250次
300次
350次
1#
0.16
0.40
0.75
1.13
1.42
1.82
2.25
2#
0.11
0.37
0.54
0.84
1.02
1.25
1.72
3#
0.02
0.25
0.40
0.72
0.88
1.17
1.57
4#
0
0
0.14
0.60
0.73
1.13
1.63
图4-5抗冻混凝土重量损失试验结果
抗冻混凝土相对动弹模量试验结果具体数据如下表4-8
名称
相对动弹性模量（%）
50次
100次
150次
200次
250次
300次
350次
1#
98
97
96
95
94
93
92
2#
98
97
97
96
95
92
92
3#
99
98
97
97
96
94
93
4#
99
98
97
97
94
94
92
图4-6抗冻混凝土相对动弹模量试验结果
结果分析：
动弹损失试验显示1~4#试块试验结果较为接近。
5混凝土成本核算
按配合比计算砼成本如下表5-1
序号
项目
单位
单价
1#砂
合价1
2#砂
合价2
3#砂
合价3
4#砂
合价4
1
水泥
kg
0.4
450.00
180.00
450.0
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