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东莞市供应的河砂目前存在问题之一是细度模数波动太大,可以在2.1~3.2范围变化,给配方调整带来一定困难。前面已经说过,不同模数的适宜砂率是不一样的,其影响不仅是工作性能及其损失,而且影响强度和干缩性,不可等闲视之。因此,搅拌站应该大量进行不同细度模数的试验,掌握好细度模数与最佳砂率之间的规律,以作为调整之用。
(6)东莞市河砂含盐量问题的对策
东莞市供应的河砂目前存在问题之二是在天然河砂资源紧缺情况下不得不采用河道出海口河砂甚至海砂的问题。由于氯离子导致混凝土钢筋锈蚀问题的严重性和高度敏感性,这是一个必须十分认真对待的大问题。目前各混凝土公司实际上都不同程度上应用东莞河道采挖的河砂,其含盐量(氯离子含量)变化比较大,据分析,最高含盐量(氯离子含量)可以超过0.06%(相对于河砂干物质的重量百分数,下同)。最低也有0.001%以上。因此,绝不能简单看成是河砂,但是,它与海砂仍然有一定区别。
根据建设部建标〔2004〕43“关于加强建筑用砂管理的通知”的要求,一方面禁止使用海砂,另一方面又规定了建筑用砂中氯离子最高限量的要求。其意思是明显的,只要认真控制河砂中氯离子的含量,河道出海口的砂是可以一定范围内使用的。另外,作者根据多年防治钢筋锈蚀的经验,认为建设部这个规定是正确的,但是,仍然必须十分慎重处理这个问题。
如果计算一下这种河砂可能带入的氯离子数量,就可以知道,实际上必须按照不同混凝土严格控制这种河砂的使用范围。
首先必须说明,所谓河砂氯离子含量,应该是指河砂干物质中氯离子的重量的百分数,即氯离子测定结果相对于950oC下河砂灼烧重量的百分比。河砂含水量比较大,计算方法不同,得到结果差别较大。
0.06%氯离子含量的河砂用于C25-C30混凝土中时,单是河砂一项带入的氯离子已经达到水泥用量(300kg)的0.2%,即钢筋混凝土氯离子含量标准的极限,实际上其它混凝土原材料也可能引入氯离子,例如拌和水、外加剂等,因此,河砂中氯离子含量应当小于0.06%。
如果混凝土等级高于C30,,水泥用量的会增加,河砂用量可能减少,河砂引入氯离子会减少,但是,高强混凝土的钢筋使用量往往也增加,钢筋锈蚀带来的风险也会增加,因此不能降低对河砂的氯离子要求。特别重要的是,高强混凝土中很多是预应力钢筋混凝土,它们对钢筋锈蚀问题非常敏感,一旦钢筋开始锈蚀,预应力就松弛,混凝土就会失效。因此必须更加严格要求氯离子含量。
有鉴于此,作者认为东莞市实际上可以放开除了海砂以外的出海河道砂的使用,但是必须严格监控河道砂的含盐量,其标准建议是:
(a)对于不掺钢筋或钢纤维的素混凝土,只要它存在部位不接触或远离钢筋混凝土,可以使用这种河道砂而不对其氯离子含量加以限制;
(b)普通钢筋混凝土使用的河道砂的氯离子含量应该执行比0.06%更严格的标准,建议为0.04%;
(c) 预应力钢筋混凝土一定要使用这种河砂时,河砂氯离子含量的应该要求在0.01%以下。
(7)河砂碱骨料反应活性问题及其对策
东莞市供应的河砂目前存在叁大问题之三是潜在的碱活性问题。众所周知,碱骨料反应是影响混凝土耐久性的重要因素之一,是砂或石中的碱活性矿物与水泥中过量的碱(钾和钠的氢氧化物)反应形成凝胶物质,后者一定条件下吸水膨胀产生破坏力。它一般在几年后开始,直至几十年都会产生影响,产生的内部膨胀应力超过其抗拉强度而导致混凝土结构膨胀性开裂,使混凝土工程加速走向寿命终结。它与其它混凝土破坏因素(如钢筋锈蚀、硫酸盐腐蚀,各种化学腐蚀等)往往互为表里,交叉协同,共同作用,加速混凝土的破坏进程。华南理工大学在这个领域做出了重要的贡献(2)。
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