砂率是指混凝土中砂的質(zhì)量占混凝土總質(zhì)量的百分比,即:SP= 砂的用量S/(砂的用量S+石子用量G)×100%。在混凝土的制備過程中,砂率是混凝土配合比設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),決定了混凝土中砂漿的稠度和骨料的級(jí)配,同時(shí)砂率的選擇會(huì)直接影響到混凝土的流動(dòng)性、粘聚性、強(qiáng)度和耐久性。
因?yàn)樵诨炷馏w系中,砂子和膠凝材料漿體組成砂漿填充石子間孔隙并包裹在其表面起潤(rùn)滑作用,而與石子相比,砂子具有更大的比表面積,所以砂率的變化會(huì)導(dǎo)致骨料總的表面積發(fā)生變化,同時(shí)引起骨料空隙率和粗骨料相對(duì)含量的變化,進(jìn)而對(duì)混凝土拌合物的和易性及硬化后混凝土的強(qiáng)度和耐久性產(chǎn)生影響。
流動(dòng)性
砂子與水泥漿組成的砂漿在粗骨料之間可以起到潤(rùn)滑的作用,可以減少粗骨料之間的摩擦力,所以砂率的變化對(duì)混凝土的流動(dòng)性有直接的影響。當(dāng)砂率過小時(shí),混凝土中的砂漿不足以填充粗骨料間的空隙并包裹其表面,便會(huì)導(dǎo)致混凝土流動(dòng)性較差,影響其工作性,而隨著砂率的增加,粗骨料間的摩擦力減小,混凝土的流動(dòng)性便會(huì)提高。但當(dāng)砂率超過一定范圍,骨料的總表面積增大,便不能有效降低骨料間的摩擦力,混凝土流動(dòng)性便會(huì)隨砂率增加而下降。
粘聚性和保水性
砂率過小時(shí),骨料總的表面積減小,其表面吸附水分的能力明顯降低,將使混凝土拌合物的粘聚性和保水性均變差,易產(chǎn)生泌水、離析和流漿現(xiàn)象。隨著砂率的增大,骨料的比表面積增加,混凝土拌合物的粘聚性和保水性將得到改善,但砂率過大,一定數(shù)量的水泥漿不足以包裹骨料表面時(shí),則粘聚性反而變差,混凝土拌合物容易發(fā)生崩坍、發(fā)散。
強(qiáng)度
砂率過低會(huì)使骨料間缺乏足夠的砂漿,無(wú)法起到潤(rùn)滑作用,導(dǎo)致界面薄弱,降低混凝土的強(qiáng)度,砂率過高則會(huì)使混凝土中的粗骨料比例增加,同樣會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度,因此,選擇合適的砂率對(duì)于平衡混凝土的強(qiáng)度和韌性至關(guān)重要。
耐久性
砂率看似與混凝土耐久性之間并沒有直接的關(guān)系,因?yàn)樯奥释峭ㄟ^對(duì)混凝土拌合物工作性的影響,進(jìn)而影響混凝土硬化后的耐久性。砂率過小會(huì)使混凝土保水性下降,使混凝土在澆筑過程中,不易被振搗密實(shí),且澆筑后在其內(nèi)部和模板的內(nèi)側(cè)也容易形成蜂窩和空洞,表面也易形成麻面,增大硬化混凝土內(nèi)部的孔隙率,降低混凝土的抗?jié)B性能,進(jìn)而增加水分和有害物質(zhì)侵蝕的風(fēng)險(xiǎn),而砂率過大,則可能使混凝土過于干燥,容易出現(xiàn)收縮裂縫,因此,合理的砂率可以提高混凝土的耐久性。
經(jīng)濟(jì)性
砂率對(duì)混凝土的經(jīng)濟(jì)性也有影響,因?yàn)樯奥蔬^小便需要更多的材料來(lái)彌補(bǔ)缺陷,會(huì)導(dǎo)致混凝土的成本增加;而砂率過大則可能導(dǎo)致混凝土的質(zhì)量不穩(wěn)定,需要額外的處理和加固,從而增加成本。因此,選擇合適的砂率可以平衡混凝土的成本和質(zhì)量。
綜上所述,砂率的變化既具有改變骨料空隙的填充效應(yīng),又具有改變骨料比表面積的作用,砂率過高或過低都可能導(dǎo)致混凝土的工作性能下降,只有適中的砂率才能夠使混凝土具有良好的流動(dòng)性、可塑性和穩(wěn)定性,易于施工和澆筑。因此,砂率對(duì)混凝土性能具有重要意義,在實(shí)際工程中,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求、原材料特性、施工條件和工程要求等因素綜合考慮,選擇合適的砂率,以確?;炷辆哂辛己玫男阅芎徒?jīng)濟(jì)效益。
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