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砂的主要技術(shù)指標(biāo)及其合理應(yīng)用

砂子的主要技術(shù)指標(biāo)，并對其合理利用，對混凝土生產(chǎn)企業(yè)和研究人員具有指導(dǎo)意義

　　本文介紹了砂子的主要技術(shù)指標(biāo)，并對其合理利用作了較為詳細(xì)的說明，對混凝土生產(chǎn)企業(yè)和研究人員具有指導(dǎo)意義。

　　1 砂的主要技術(shù)指標(biāo)

　　粒徑為0.16～4.75mm的集料稱為細(xì)集料，簡稱砂?；炷劣蒙胺譃樘烊簧昂腿斯て扑樯啊?/span>

　　天然砂是建筑工程中的主要用砂，它是由巖石風(fēng)化所形成的散粒材料，按來源不同分為河砂、山砂、海砂等。山砂表面粗糙、棱角多，含泥量和有機質(zhì)含量較多。海砂長期受海水的沖刷，表面圓滑，較為清潔，但?；煊胸悮ず洼^多的鹽分。河砂的表面圓滑，較為清潔，且分布廣，是混凝土主要用砂。

　　人工破碎砂是由天然巖石破碎而成，其表面粗糙、棱角多，較為清潔，但砂中含有較多片狀顆粒和細(xì)砂，且成本較高，一般在缺乏天然砂時使用。

　　1.1 砂的粗細(xì)與顆粒級配

　　砂的粗細(xì)是指砂粒混合后的平均粗細(xì)程度。砂的顆粒級配是指大小不同顆粒的搭配程度。

　　砂的粗細(xì)和顆粒級配通常采用篩分析法測定與評定，既采用一套孔徑為4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mm的標(biāo)準(zhǔn)篩，將500g干砂由粗到細(xì)依次篩分，然后稱量每一個篩上的篩余量，并計算出各篩的分計篩余百分率和累計篩余百分率。篩余量、分計篩余百分率、累計篩余百分率的關(guān)系見表1-3-1。

　　表1-3-1  篩余量、分計篩余百分率、累計篩余百分率的關(guān)系

砂的主要技術(shù)指標(biāo)及其合理應(yīng)用

　　標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，砂的粗細(xì)程度用用細(xì)度模數(shù)μf來表示，計算式如下：

砂的主要技術(shù)指標(biāo)及其合理應(yīng)用

　　細(xì)度模數(shù)越大，表示砂越粗。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定μf=3.7～3.1為粗砂， μf=3.0～2.3為中砂，μf=2.2～1.6為細(xì)砂，μf=1.5～0.6為特細(xì)砂。

　　砂的級配用級配區(qū)來表示。砂的級配區(qū)主要以0.60mm篩的累計篩余百分率來劃分，并分為三個級配區(qū)，各級配區(qū)的要求見表1-3-2?；炷劣蒙暗念w粒級配應(yīng)處于三個級配區(qū)的任何一個級配區(qū)內(nèi)。除0.60和4.75篩的累計篩余外，其它篩的累計篩余允許稍有超出分界線，但其總量百分率超出不得大于5%。

　　表1-3-2   砂的顆粒級配區(qū)范圍

砂的主要技術(shù)指標(biāo)及其合理應(yīng)用

　　1.2 含泥量及泥塊含量

　　粒徑小于0.075mm的黏土、淤泥、石屑等粉狀物統(tǒng)稱為泥。塊狀的黏土、淤泥統(tǒng)稱為泥塊或黏土塊 （對于細(xì)集料指粒徑大于1.2Omm，經(jīng)水洗手捏后成為小于0.6Omm的顆粒；對于粗集料指粒徑大于4.75mm，經(jīng)水洗手捏后成為小于2.36mm的顆粒）。泥常包覆在砂粒的表面，因而會大大降低砂與水泥石間的界面黏結(jié)力，使混凝土的強度降低，同時泥的比表面積大，含量多時會降低混凝土拌合物流動性，或增加拌合用水量和水泥用量以及混凝土的干縮與徐變，并使混凝土的耐久性降低。泥塊對混凝土性質(zhì)的影響與泥基本相同，但危害更大。

　　按《建筑用砂》（GB/T14684-2001）的規(guī)定，Ⅰ類砂含泥量小于1.0%，不得有泥塊；Ⅱ類砂含泥量小于3.0%，泥塊含量小于1.0%；Ⅲ類砂含泥量小于5.0%，泥塊含量小于2.0%。

　　《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ52-2006）還規(guī)定，C60與C60以上的混凝土，砂中含泥量與泥塊含量應(yīng)分別不大于2.0%、0.5%；C55～C30的混凝土，砂中含泥量與泥塊含量應(yīng)分別不大于3.0%、1.0%；對C25及C25以下的混凝土，砂中含泥量與泥塊含量應(yīng)分別不大于5.0%、2.0%；對于有抗凍、抗?jié)B或其他特殊要求的小于或等于C25的混凝土用砂，其含泥量與泥塊含量應(yīng)分別不大于3.0%、1.0%。

　　2 砂子含泥對混凝土性能的影響

　　2.1 砂子含泥對強度的影響

　　泥的存在使集料界面由于沒有水化的能力，既不能象水泥一樣和集料相互結(jié)合產(chǎn)生強度；也不能象砂石一樣在混凝土中起骨架作用，只相當(dāng)于在水泥石中引入了一定數(shù)量的空洞和缺陷，增加了水泥石的空隙率，并且這些孔大多在幾十到幾百微米的范圍內(nèi)，甚至更大，嚴(yán)重影響水泥石的強度；泥質(zhì)組分大幅度增加了混凝土的用水量，提高了混凝土的實際用水量，降低了外加劑的有效摻量，導(dǎo)致水泥石的強度降低。

　　2.2 砂子含泥對外加劑的影響

　　砂子中的含泥量較高時，由于含泥量實際是粘土質(zhì)的細(xì)粉末，與膠凝材料具有相同的吸水性能，而在配合比設(shè)計時，沒有考慮這些粉料的吸水問題，因此這些粘土需要等比例的水量才能達(dá)到表面潤濕，同時潤濕之后的粘土質(zhì)材料也需要等比例的外加劑達(dá)到同樣的流動性。這就是相同配比的條件下，當(dāng)外加劑和用水量不變時，含泥量由2%提高到5%以上時，導(dǎo)致膠凝材料中外加劑的實際摻量小于推薦摻量，混凝土初始流動性變差、坍落度經(jīng)時損失變大，為了實現(xiàn)混凝土拌合物的工作性不變，則外加劑的摻量增加。

　　2.3 砂子含泥對砂率的影響

　　砂子中的含泥量較高時，由于含泥量實際是粘土質(zhì)的細(xì)粉末，與膠凝材料具有相同的吸水性能，而在配合比設(shè)計時，沒有考慮這些粉料的數(shù)量問題，砂子的稱量過程也沒有考慮這些粉料的數(shù)量問題，因此使生產(chǎn)過程中實際的砂子用量小于配合比設(shè)計計算用量，使混凝土拌合物的實際砂率小于計算砂率，這就是相同配比的條件下，含泥量提高導(dǎo)致混凝土實際砂率降低使混凝土拌合物初始流動性變差、坍落度經(jīng)時損失變大。

　　3 砂子含水對混凝土性能的影響

　　3.1 砂子含水對強度的影響

　　砂子的飽和含水量為5.7%—7.7%，當(dāng)砂子中的含水較高超過這一數(shù)值時，多余水分包裹在砂子表層形成一層水膜，砂子出現(xiàn)容脹現(xiàn)象，在配合比設(shè)計和生產(chǎn)的過程中，由于沒有充分考慮這些水的問題，導(dǎo)致利用這種砂子配制的混凝土實際用水量大于配合比設(shè)計的計算用水量， 使混凝土拌合物的水膠比提高，混凝土拌合物出現(xiàn)離析泌水現(xiàn)象，工作性變差，混凝土凝固后由于這些多余水分蒸發(fā)，在混凝土內(nèi)部形成大量孔隙，混凝土強度降低。

　　3.2 砂子含水對外加劑的影響

　　混凝土的生產(chǎn)中，外加劑通過計量系統(tǒng)首先進(jìn)入混凝土拌和水中形成一種均勻的混合物，當(dāng)砂子中的含水較高超過飽和含水量時，在混凝土生產(chǎn)的過程中，根據(jù)砂子含水量扣除了這些水，雖然混凝土總的用水量不變，但是通過計量系統(tǒng)稱量進(jìn)入攪拌機的水量減小，導(dǎo)致混凝土外加劑的有效摻量降低，混凝土拌合物初始流動性變差，經(jīng)時損失變大。

　　4 配合比設(shè)計用砂所需計算參數(shù)

　　4.1 緊密堆積密度

　　緊密堆積密度是混凝土配合比設(shè)計過程中需要采用的重要參數(shù)，對于質(zhì)量均勻穩(wěn)定的混凝土，砂子均勻且緊密地填充于石子的空隙當(dāng)中，因此單方混凝土中砂子的合理用量應(yīng)該為石子的空隙率乘以砂子的緊密堆積密度求得。

　　4.2 含水率

　　由于水泥檢驗采用0.5的水膠比，扣除水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水，潤濕標(biāo)準(zhǔn)砂所用的水介于5.7---7.7%之間，這個范圍沒有對水泥強度造成影響，在混凝土配比設(shè)計過程中，我們控制砂子用水的合理水量也在這個范圍。

　　4.3含石率

　　砂子中的含石率較高時，由于石子是粗集料，砂子的稱量過程沒有考慮這些石子的數(shù)量問題，因此使生產(chǎn)過程中實際的砂子用量小于配合比設(shè)計計算用量，使混凝土拌合物的實際砂率小于計算砂率，這就是相同配比的條件下，含石率提高導(dǎo)致混凝土實際砂率降低使混凝土拌合物初始流動性變差、坍落度經(jīng)時損失變大。因此在生產(chǎn)過程中必須及時檢測砂子的含石率并及時調(diào)整計量秤。

　　4.4 含泥量

　　由于砂子的含泥量同時影響混凝土的工作性、強度、外加劑的適應(yīng)性以及實際砂率，因此我們要求嚴(yán)格控制砂子的含泥量符合國家標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)。

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