0引言
水工混凝土配合比設計中砂石骨料質量計算是以飽和面幹狀態為基準。相比而言，石子的飽和面幹狀態易於判斷，而砂子的飽和面幹狀態則較難於判斷。對於大型的水利工程，人工砂的應用較為普遍，如大壩的碾壓混凝土等。現行的SL352—2006《水工混凝土試驗規程》中規定了人工砂飽和面幹吸水率的2種試驗方法：溼痕法和試模法，但是，在測試人工砂飽和面幹吸水率試驗中發現兩種方法測試的結果有明顯的差別，而且隨砂中的石粉含量增加，差別越大。現將試驗過程及試驗結果撰寫出來，供同行們探討。
1《水工混凝土試驗規程》中人工砂飽和面幹吸水率試驗方法
1.1溼痕法
SL352—2006《水工混凝土試驗規程》中2.4.4規定溼痕法的試驗步驟為：
①將砂料通過5mm篩，用四分法取樣1500g；
②將砂樣裝入搪瓷盤中，注入清水，使水面高出砂樣20mm左右，用玻璃棒輕輕攪拌，排出氣泡，靜止24h後將水倒出，攤開砂樣，用手提吹風機緩緩吹入暖風，並不斷翻拌砂樣，使砂樣表面的水分均勻蒸發；
③將100g左右的砂樣倒在橡膠板上，用扁鏟輕拍10下，厚度約10mm左右，經過1s後，移除砂樣，觀測溼痕散失時間。當溼痕消失時間大於2s或橡膠板上有明顯的水痕時，說明砂樣表面水分過多，應繼續吹乾，再按上述方法進行試驗，直至移除砂樣後溼痕在1～2s內消失，說明砂樣正處於飽和面幹狀態。
1.2試模法
SL352—2006《水工混凝土試驗規程》中2.5.2中規定用於測試飽和面幹的試模尺寸為：上口直徑38mm，下口直徑89mm，高113mm。規程中2.5.3條規定試驗步驟為：
①砂樣的製備、泡水飽和，初步吹乾等步驟同2.2節中的2.2.3；
②對石粉含量10%～15%的砂樣，分兩層裝入試模，每層用搗棒插搗4次；對石粉含量大於15%的砂樣，採用一層裝模插搗5次，其他操作同規程2.2節；
③砂樣飽和面幹判斷及處理方法同規程2.2節中的2.2.3。
2人工砂飽和面幹吸水率試驗結果
2.1原材料
人工砂是由石灰石巖破碎、加工而成的。石粉含量按照試驗要求設計為：0、11%、15%、18%、22%。
2.2試模法用的試模
按照規程要求的尺寸加工的試模，見圖1。
2.3試驗結果及分析
按照SL352—2006《水工混凝土試驗規程》中的要求，分別用溼痕法和試模法測試的人工砂飽和面幹吸水率，其結果見表1和圖2～4分別是15%和18%人工砂砂樣飽和面幹狀態坍塌的情況。從試驗結果可以看出：當人工砂的石粉含量為0時，兩種方法測定的結果基本一致，但當人工砂含有一定量的石粉時，兩種方法測定結果有明顯的差別，試模法測出的飽和面幹吸水率高於溼痕法，石粉含量越高，兩者的差別越大。
那麼按照規程的操作為何會出現明顯差異的試驗結果呢？我們在試驗過程中非常仔細地關注每一步驟，認為石粉的存在是導致兩種方法差異的主要原因。當砂樣泡水後，並用手提吹風機吹至飽和面幹狀態的過程，砂粒（這裡指的是大於0.16mm的砂粒）通過吹風機吹後容易散開，而且容易通過肉眼來判斷是否接近飽和面幹的狀態，而石粉在這個過程變成小球團，小球團表面與裡面的含水狀態不同，表面看似較幹，但裡面卻含有較高的水分。同時用吹風機吹的過程，砂粒與石粉的表面水分蒸發速率不同，砂粒明顯快於石粉。當我們用試模法試驗時並按照《水工混凝土試驗規程》中圖2.2.3（b）的坍落情況來判斷飽和面幹的狀態，結果如圖3、4所示，而此時的砂樣用溼痕法判定時，橡膠皮上的水痕較深，溼痕消失的時間遠不止2s。同樣，用溼痕法來判定飽和面幹狀態的砂樣，再用試模法來檢驗，其坍落的形狀基本上如《水工混凝土試驗規程》中圖2.2.3（c）的狀況，此時的砂樣顯得比較幹。那麼，為何砂樣看起來是比較幹，但卻能滿足水痕在1～2s之內消失的要求，這其中可能有兩種原因：一是用扁鏟輕拍後，石粉小球團散開，裡面較溼的石粉暴露出來；二是用吹風機吹的過程，小球團表面與裡面存在一定溫度梯度，外高內低，而經過一段時間後，溫度趨於一致，小球團裡面的水分往外遷移。
3人工砂飽和面幹試驗的體會
（1）溼痕法中要求水痕在1～2s內消失，時間短，操作者可能受視角偏差導致判斷誤差，此時的水痕比較淺，如果是含有一定石粉含量的人工砂，這種狀態的砂樣是比較幹，產生水痕的水分主要是來自石粉。
（2）溼痕法需要在嚴格的試驗環境條件下進行，即溫度為（20±2）℃，相對溼度為40%～70%，空氣的溼度大小會影響水分蒸發的速率。因此在南方地區尤其廣東地區，春天的空氣溼度很大，這時進行溼痕法試驗，注意環境條件尤為重要。
（3）儘管規程中規定了黑色橡膠板的要求，但由於市場上黑色橡膠板質量參差不齊，有必要探究黑色橡膠板表面質量對水分蒸發速率的影響。
4結語
（1）通過試驗發現，分別用溼痕法和試模法測試的人工砂飽和面幹吸水率由於石粉的存在而有明顯的差異，石粉含量越高，差異越明顯。
（2）由於人工砂有石粉的存在，使得對飽和面幹狀態的判斷難於天然砂，因此，有必要對現有試驗方法進一步探討，保證數據的科學性。（來源：《混凝土》）