1 概述

　　在公路工程中，砂子是最為普通的建筑材料。由于砂子價(jià)格低廉，且可就地取材，故被廣泛地應(yīng)用于混凝土工程中，而砂子的細(xì)度模數(shù)、顆粒級(jí)配、含泥量等指標(biāo)對(duì)混凝土質(zhì)量影響很大，且砂子的含水狀況對(duì)工程質(zhì)量的影響則尚未引起足夠重視。

　　2 砂的含水狀況

　　在施工現(xiàn)場(chǎng)，砂子通常都是被露天堆放，所以砂子的含水量隨空氣的濕度變化而變化，尤其在雨季，砂子的含水率可達(dá)30%以上。天然砂的形成都是由巖石風(fēng)化、冰川河流的沖刷而形成的，用放大鏡觀(guān)察可以發(fā)現(xiàn)，砂粒表面結(jié)構(gòu)凹凸不平，砂顆粒表面布滿(mǎn)裂隙與孔洞并延伸到砂子顆粒內(nèi)部。按照砂子含水情況可將其分為以下四種類(lèi)型：

　　a）全干狀態(tài)砂子表內(nèi)部都不含有水分，可以將自然砂子置于105℃±5℃的烘箱烘干至恒重而得到，砂子的顆粒級(jí)配試驗(yàn)、干密度試驗(yàn)均在砂子這一含水狀態(tài)下進(jìn)行；

　　b）全干狀態(tài)砂子在自然條件下吸水，然后又在空氣中風(fēng)干，此時(shí)砂子內(nèi)部依然是含一定水分，而外面一層已干燥；

　　c）飽和面干狀態(tài)，砂子內(nèi)部已經(jīng)充分吸水而飽和，但砂子表面的粗糙與縫隙處沒(méi)有水，砂子表面仍然是干燥的，在進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，砂子的重量都是以砂子在這個(gè)含水狀態(tài)下的為準(zhǔn)；

　　d）濕潤(rùn)狀態(tài)砂子內(nèi)部吸水飽和，砂子凹凸不平的表面和縫隙內(nèi)部充滿(mǎn)水分，整個(gè)表面被一層水膜所包裹。砂子從全干狀態(tài)至飽和面干狀態(tài)，其表面都是干燥的，在重力作用下，干燥的砂子相互之間是擠緊的，因此在這三種狀態(tài)下，砂子的體積不發(fā)生變化。但是在濕潤(rùn)狀態(tài)下，由于砂子表面水膜的存在，使砂子的顆粒之間集聚了一定量的水，由于液體表面張力的作用，這些原在顆粒表面的水膜力圖縮水并逐漸伸到縫隙里去，由于表面張力的作用使砂子顆粒與顆粒之間漲開(kāi)，砂料之間互相粘附，砂子失去流動(dòng)性形成疏松狀結(jié)構(gòu)，使砂子體積增大。另外，不同顆粒級(jí)配和不同種類(lèi)的砂子，其體積膨脹是不同的，當(dāng)含水量達(dá)到8%時(shí)，砂子的體積變化可達(dá)到最大值：粗砂的體積增大到28%左右，中砂的體積增大到17%左右，細(xì)砂的體積增大到23%左右。砂子含水狀態(tài)的變化不僅導(dǎo)致砂子體積的變化，而且也改變了砂子的堆積密度，這主要是由于砂子的含水量的增加，使砂子單位體積重量減少，水的密度小于砂子的密度所致。砂子含水狀態(tài)的變化也影響了混凝土的經(jīng)營(yíng)成本，以粗砂為例，當(dāng)砂子體積膨脹增加28%時(shí)，如果砂子按體積驗(yàn)收，就要虧損約28%，按重量驗(yàn)收則虧損約20%。

　　3 砂的含水量對(duì)混凝土的影響

　　在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，砂子的重量是按飽和面干狀態(tài)下的含水率計(jì)算的。當(dāng)砂子含水量改變時(shí)，施工人員應(yīng)及時(shí)調(diào)整砂子和水的用量，否則將會(huì)影響混凝土質(zhì)量及其施工性能。本文以施工配合比為例來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C25，每立方米混凝土的材料用量如表1所示。

　　當(dāng)砂子的含水量為5%時(shí)，每立方米濕砂含水38.1kg，如果此時(shí)不調(diào)整用水量，其用水量按221.4kg計(jì)算，則實(shí)際控制的水灰比為W/C=0.785。然而水灰比是影響混凝土強(qiáng)度的最重要的因素，當(dāng)采用525硅酸鹽水泥配制混凝土?xí)r，水灰比W/C=0.65，混凝土配制強(qiáng)度f(wàn)cu.0=32.2MPa，當(dāng)水灰比由原來(lái)的0.65增大到0.785時(shí)，則混凝土的配制強(qiáng)度僅能達(dá)到fcu.0=22.8MPa，故混凝土由合格品降低到不合格品。因?yàn)榛炷恋拿芏刃院湍途眯源蟠蠼档?，出現(xiàn)了嚴(yán)重的質(zhì)量事故。

　　砂子含水量每增加1.0，則混凝土的水灰比約增加0.072，混凝土的強(qiáng)度平均下降1.5MPa，所以在施工澆注混凝土以前，必須做砂、石含水量試驗(yàn)，以調(diào)整砂、石和水的用量，特別是在雨季施工，更應(yīng)如此。因?yàn)樯?、石含水量較大，且變化較頻繁，故含有較多的游離水分，在這種情況下，應(yīng)根據(jù)砂石含水量的變化對(duì)砂石用量和用水量進(jìn)行多次調(diào)整，以保證正確的混凝土配合比。砂中含水量的改變也會(huì)影響混凝土的流動(dòng)性，砂含水量波動(dòng)1%將引起混凝土坍落度流動(dòng)30mm~40mm，坍落度是表示混凝土拌和物流動(dòng)性的方法之一，在施工中控制坍落度是必要的。但不能用坍落度的方法來(lái)控制調(diào)整加水量，因?yàn)樵谟行┗炷涟韬驼镜氖┕ぶ?，?dāng)砂子含水量發(fā)生變化時(shí)，操作人員自測(cè)混凝土坍落度來(lái)調(diào)整加水量，這種做法是錯(cuò)誤的。這樣做沒(méi)有數(shù)據(jù)根據(jù)，因?yàn)闆](méi)有明確量的概念，將會(huì)影響水灰比的波動(dòng)，使混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)要求或強(qiáng)度不能保持穩(wěn)定，造成混凝土標(biāo)準(zhǔn)離差，離差系數(shù)偏大，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB107-87《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，混凝土強(qiáng)度有可能判為不合格，給工程造成損失。

　　另外，當(dāng)砂含水變化時(shí)就需調(diào)整加水量，但砂用量減少，砂率降低，水泥砂漿不足，會(huì)使混凝土內(nèi)部不密實(shí)，澆注混凝土構(gòu)件外觀(guān)缺陷較多。產(chǎn)生以上這些弊病，主要是因?yàn)槭┕ぶ袥](méi)有正確控制水灰比，在砂含水變化時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整加水量和砂用量，如果只調(diào)整用水量不調(diào)整砂用量，很可能造成成品混凝土空隙率過(guò)高，影響混凝土的耐久性，同時(shí)不會(huì)降低混凝土的制成量，造成混凝土成本增加。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　綜上所述，砂子含水量的變化對(duì)混凝土質(zhì)量和經(jīng)營(yíng)成本有較大影響，必須引起重視。雖然工程用砂都含有水分，但必須把砂含水對(duì)混凝土性能的影響降到最低程度。在天氣條件較好且正常施工的情況下，每天至少做一次含水率試驗(yàn)，在雨季施工應(yīng)根據(jù)砂子含水量情況進(jìn)行多次試驗(yàn)，并及時(shí)地調(diào)整砂子和水的用量，當(dāng)含水率達(dá)到8%以上時(shí)，混凝土拌和用水無(wú)法控制，為了保證混凝土質(zhì)量可以暫停施工，同時(shí)采取必要的排水措施，降低砂子含水率。