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)計中的一個關(guān)鍵參數(shù),決定了混凝土中砂漿的稠度和骨料的級配,同時砂率的選擇會直接影響到混凝土的流動性、粘聚性、強度和耐久性。
因為在混凝土體系中,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,所以砂率的變化會導(dǎo)致骨料總的表面積發(fā)生變化,同時引起骨料空隙率和粗骨料相對含量的變化,進而對混凝土拌合物的和易性及硬化后混凝土的強度和耐久性產(chǎn)生影響。
流動性
砂子與水泥漿組成的砂漿在粗骨料之間可以起到潤滑的作用,可以減少粗骨料之間的摩擦力,所以砂率的變化對混凝土的流動性有直接的影響。當(dāng)砂率過小時,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,便會導(dǎo)致混凝土流動性較差,影響其工作性,而隨著砂率的增加,粗骨料間的摩擦力減小,混凝土的流動性便會提高。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,混凝土流動性便會隨砂率增加而下降。
粘聚性和保水性
砂率過小時,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,則粘聚性反而變差,混凝土拌合物容易發(fā)生崩坍、發(fā)散。
強度
砂率過低會使骨料間缺乏足夠的砂漿,無法起到潤滑作用,導(dǎo)致界面薄弱,降低混凝土的強度,砂率過高則會使混凝土中的粗骨料比例增加,同樣會降低混凝土的強度,因此,選擇合適的砂率對于平衡混凝土的強度和韌性至關(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,因為砂率往往是通過對混凝土拌合物工作性的影響,進而影響混凝土硬化后的耐久性。砂率過小會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,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,進而增加水分和有害物質(zhì)侵蝕的風(fēng)險,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)濟性
砂率對混凝土的經(jīng)濟性也有影響,因為砂率過小便需要更多的材料來彌補缺陷,會導(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性、可塑性和穩(wěn)定性,易于施工和澆筑。因此,砂率對混凝土性能具有重要意義,在實際工程中,應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求、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)濟效益。
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