【实践技术】关于对普通混凝土中总粉量的理解和应用
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本文选自《商品混凝土》杂志2024年第4期
关于对普通混凝土中总粉量的理解和应用
向丛海，孙凡成
［摘要］本文通过试验分析了砂的总含粉量对混凝土性能的影响，并通过具体实例给出了具体的调整思路。
［关键词］普通混凝土；总粉量；拌合物粘聚性；保水性
在设计计算各等级混凝土时，胶凝材料﹑粗骨料﹑细骨料﹑外加剂﹑用水量等参数，都可推导出来并进行试验调整。然而，和易性三要素中的流动性好调，但粘聚性和保水性往往差强人意。粘聚性和保水性过高或过低，都会影响混凝土的效果，如浇筑后出现泌水离析分层，或表硬内软的溏心混凝土，甚至影响强度和导致开裂。试验技术人员在发现这方面的隐患问题时，应该调整砂率还是砂与混合掺合料呢？各等级混凝土的配料量化控制中应达到多少为佳？除了标准中常用几个数据的控制，还有没有其他重要影响因素？笔者认为，含砂粉的总粉量也是不能轻视的一个重要影响因素，理解总粉量的意义和合理控制，才能够比较全面有效地调整各材料用量，生产出符合设计要求的理想混凝土。
砂的总含粉量对混凝土性能的影响
在混凝土各个标准中，只提到胶凝材料总用量不宜多于某数值，或砂含粉不宜超过某数值，或混凝土中含0.15mm以下或0.315mm以下的不宜少于某数值，无明确规定混凝土中具体的控制数据，灵活度有点过大。笔者总结自己的经验，认为混凝土中的总粉量，应该是0.08mm以下的所有粉，包括所有胶凝材料和砂中含0.08mm以下的所有砂粉，用这样定义的固定总粉量来调整相关配合比参数，其施工和易性和稳定性比较好。
我公司试验室做试验进的各种原材料，包括O42.5水泥﹑Ⅱ级粉煤灰﹑25mm碎石﹑减水剂。检测各材料的相关性能指标，都达到了标准要求。试验用人工砂有两种中砂，一种中砂（记作 ① 砂），0.08mm以下的砂粉含量14%；另一种中砂（水洗砂，记作 ② 砂）含砂粉5%，两种砂都是面干状态。
按规程计算得普通混凝土C30配合比见表1。
试验室试拌30L，拌合物的初始坍落度225mm，料浆多，太粘，感觉与C40混凝土拌合物状态相似，表面不泌水。强度试验成型标养，28天龄期平均强度33.5MPa
当天按照表1配合比试配后，发现拌合物粘聚性和保水性过强，复核配合比，计算0.08mm以下总粉量为：
300 + 60 + 85014% = 479(kg)
于是调整试验配合比，见表
计算0.08mm以下总粉量为：
300 + 60 + 40014% + 4605% = 439(kg)
试拌30L，拌合物情况：初始坍落度215mm，目测粘聚性好，拌合物周边有约2mm宽的少量浆水，无明显泌水。
拌合物情况，间接表明了保水性合适。强度试验成型标养，28天龄期平均强度37.3MPa
通过C30试验比较，得到结论，砂中0.08mm以下的砂粉含量，相当于掺入了非活性材料，对混凝土的强度影响很大，过量或不够量的总粉，对和易性影响也很大。把砂中0.08mm以下的砂粉含量计入总粉中，应成为混凝土设计时考虑的因素，也是混凝土调整配合比时不能忽略的。
总粉量的调整
明白各等级混凝土各自相对应的合适总粉量，才能在调整配合比时做到量化控制。
通过上述C30试验，得到C30含砂粉总粉量为439kg，试验效果比较好，那么其他强度等级的普通混凝土，合适的含砂粉的总粉量应该多少合适？笔者用当地原材料，按C30试验调整方法，在试验室对普通混凝土C15C50进行了大量类似的试验和统计（不再列举），得到各等级混凝土各自相对应的合适的含砂粉总粉量。材料不同，数值不尽相同，但差别不大。试验统计见表3。
得到总粉量范围后，在设计和调整时，把各强度等级相对应的总粉量设定为基本固定常数，推算配合比时，检查是哪个因素欠缺就作相应的调整，这样才能使配合比从内在到外在，始终保持一致，从而保证质量。
例：检查表4中的C40普通混凝土的总粉量是否合适。
计算1#配合比中0.08mm以下总粉量：
390 + 60 + 7605% = 488(kg)
其结果在总粉表的范围内，说明配合比无明显缺陷，拌合物如有差别，就要寻找其他原因了。
计算2#配合比中0.08mm以下总粉量：
390 + 60 + 76014% = 556(kg
其结果在总粉表的范围外，根据试验经验，可以看出配合比有明显缺陷，这样的拌合物料极粘稠，且在较高温施工时易板结；同时减水剂量和用水量必然升高。总粉超过范围，相当于有过高的非活性材料掺入，使强度值可能达不到设计要求，从而造成工程质量事故，故应提前全面的审查各种原材料的检测结果和现场情况，发现隐患，及时调整配合比。
在试验中，减加剂的减水率也受总粉量的影响很大，总粉量过多或过少，减水率也相应多加或减少，变化大。当总粉量相对稳定时，减水率也相对稳定可控，拌合物的和易性和构件强度也稳定。
很多工地出现过质量问题，如混凝土构件实体强度达不到或开裂，就有部分因素是总粉量不定量造成的。出了问题，联合调查生产配合比，又无发现异常变化，检秤和抽检各材料也是合格，让人觉得莫名其妙。其实可能是砂堆分层，或取样代表性差，导致混凝土中含砂粉的总粉量在悄悄的变化，引起了拌合物的内在变化而未知，尤其是有的混凝土实际设计时富余系数不高，加上水泥强度检测结果滞后，出现问题的风险极大。又有人曾经质疑，砂细度模数太细，是问题的关键，可标准砂细度模数只有2.3，胶砂强度可高达60MPa以上，可见砂细也不是主要因素，主要是混凝土含总粉太多或不足。
结语
影响混凝土质量的因素比较多，总粉量只是一方面，各地的材料情况不同，甚至差别很大，要从不同角度去寻找其中规律，因地用材。配合比不是死配方，整合的概念始终存在，尽管讲究性价比或想方设法优化其性能，配合比的合适、合理的原则没变，配合比中各材料内部的潜在变化也应该是合适的和可控的，混凝土的质量才会有稳定和保证。
以上是笔者多年在普通混凝土试验研究和实践总结中，对混凝土中含砂粉的总粉量的理解及实际应用，供同仁参考和指导。
供稿人：向丛海，孙凡成
编辑员：李海亮
审核人：孙继成，宁夏
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