1. 骨料級(jí)配破壞,密實(shí)度下降
細(xì)砂的填充作用:細(xì)砂(粒徑0.075~4.75mm)在混凝土中起填充粗骨料間隙的作用,與水泥砂漿共同形成密實(shí)結(jié)構(gòu)。細(xì)砂流失會(huì)導(dǎo)致粗骨料間空隙增大,混凝土內(nèi)部缺陷(如孔隙、微裂縫)增多,降低抗壓強(qiáng)度。
最大密實(shí)度理論:根據(jù)混凝土密實(shí)度理論,骨料級(jí)配需連續(xù)且合理。細(xì)砂流失會(huì)中斷級(jí)配連續(xù)性,導(dǎo)致粗骨料“架空”,無(wú)法形成緊密堆積,強(qiáng)度顯著下降。
2. 水灰比增大,界面過(guò)渡區(qū)劣化
需水量增加:細(xì)砂流失后,為保持混凝土的流動(dòng)性(工作性),常需增加用水量或水泥用量,導(dǎo)致水灰比(W/C)升高。水灰比越大,水泥石孔隙率越高,強(qiáng)度越低。
界面粘結(jié)力減弱:細(xì)砂不足時(shí),粗骨料與水泥砂漿的接觸面積減少,界面過(guò)渡區(qū)(ITZ)的薄弱環(huán)節(jié)增多,抗剪能力和抗?jié)B性下降,進(jìn)一步削弱強(qiáng)度。
3. 混凝土和易性差,施工質(zhì)量下降
離析與泌水:細(xì)砂流失會(huì)導(dǎo)致混凝土黏聚性變差,粗骨料易分離沉降,造成分層離析。振搗時(shí)無(wú)法均勻密實(shí),形成蜂窩、麻面等缺陷,局部強(qiáng)度大幅降低。
泵送阻力增加:細(xì)砂不足時(shí),混凝土流動(dòng)性差,泵送過(guò)程中可能堵塞管道,需額外加水稀釋,進(jìn)一步惡化強(qiáng)度。
4. 耐久性連鎖反應(yīng)(間接影響強(qiáng)度)
抗?jié)B性下降:細(xì)砂流失導(dǎo)致孔隙率增加,水分和侵蝕介質(zhì)更易侵入混凝土內(nèi)部,長(zhǎng)期腐蝕鋼筋或引發(fā)凍融破壞,間接降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
收縮裂縫風(fēng)險(xiǎn):細(xì)砂減少迫使水泥用量增加,混凝土干燥收縮加劇,早期裂縫概率上升,削弱整體結(jié)構(gòu)完整性。
5. 實(shí)際工程案例對(duì)比
正常配合比:細(xì)砂占比約20%~30%,混凝土28天抗壓強(qiáng)度可達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)稱值(如C30≥30MPa)。
細(xì)砂流失30%以上:若未調(diào)整配合比,強(qiáng)度可能下降10%~20%(如C30降至25~27MPa),且離散性增大;若盲目加水補(bǔ)償流動(dòng)性,強(qiáng)度損失更嚴(yán)重。
解決方案方向
補(bǔ)充細(xì)砂或替代材料:通過(guò)添加機(jī)制石粉、石灰石粉或更細(xì)骨料(如粉煤灰)彌補(bǔ)級(jí)配斷層。
調(diào)整配合比:適當(dāng)增加膠凝材料用量(如水泥或粉煤灰),優(yōu)化水灰比,同時(shí)引入減水劑改善和易性。
工藝改進(jìn):在洗砂環(huán)節(jié)增加細(xì)砂回收設(shè)備(如旋流器、脫水篩),減少流失。
細(xì)砂流失直接導(dǎo)致混凝土密實(shí)度降低、水灰比失控、界面結(jié)構(gòu)弱化,最終表現(xiàn)為抗壓強(qiáng)度顯著下降,且伴隨耐久性風(fēng)險(xiǎn)。工程中需通過(guò)骨料級(jí)配優(yōu)化、配合比調(diào)整和工藝改進(jìn)綜合應(yīng)對(duì)。
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