簡(jiǎn)要分析砂石骨料的級(jí)配對(duì)混凝土性能的影響

商品預(yù)拌混凝土由多種原材料組成，包括水泥、水、砂、石、外加劑、摻和料等六大類，每種原材料都在混凝土里起到重要作用，對(duì)其各種性能有巨大的影響，這里我重點(diǎn)談?wù)勆笆橇系募?jí)配問題。

一、定義分類

骨料一般是指混凝土中的砂、石等巖石顆粒原材料，也叫混凝土集料。顆粒的公稱直徑范圍普遍在0.16～31.5mm之間，大體分為細(xì)骨料和粗骨料。細(xì)骨料即是砂子，粒徑范圍是5～0.16mm，并根據(jù)“細(xì)度模數(shù)μf” 可以繼續(xù)細(xì)分為：粗砂、中砂、細(xì)砂、特細(xì)砂；粗骨料即是石子，粒徑在31. 5～5mm，一般分類為大石子、小石子和中石子，具體稱呼各地有不同叫法；隨著行業(yè)不斷發(fā)展，還有其他分類也在陸續(xù)加入，比如人工機(jī)制砂和可再生骨料等。

二、基本情況

骨料是混凝土中的大宗耗材，普通混凝土的容重基本在2380kg/m3左右，其中的砂石用量一般可達(dá)1800，所占到的比重在3/4以上，所以骨料在混凝土有著舉足輕重的作用。它相當(dāng)于撐起人體的骨架，在混凝土中起到保持形狀、增加強(qiáng)度的作用。粗骨料石子是“大體積”材料，是混凝土終凝硬化以后形成人造石材形狀的主要因素，主要提供強(qiáng)度，常用的石材有沉積巖類的石灰石和砂巖、火成巖類的花崗巖和綠輝巖、變質(zhì)巖的石英巖和片麻巖等；細(xì)骨料砂子的主要作用是填補(bǔ)大顆粒間空隙，與水泥形成砂漿潤(rùn)滑骨料顆粒間的流動(dòng)，改良砼料和易性，按來源可分河砂、山砂、海砂等。

衡量骨料質(zhì)量?jī)?yōu)劣的指標(biāo)有許多種，比如砂子細(xì)度、石子壓碎值、含泥量、含粉量、表觀密度、針片狀含量、有害物含量、堅(jiān)固性指標(biāo)等等，其中最常用到的還有它們的篩分級(jí)配，這也是本文討論的主要范圍。

　　表1 砂篩分的累計(jì)篩余、分計(jì)篩余及細(xì)度計(jì)算

normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>篩孔尺寸	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>篩余量	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>分計(jì)篩余	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>累計(jì)篩余
normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>4.75	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>m1	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>α1= m1/m總	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>β1=α1
normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>2.36	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>m2	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>α2= m2/ m總	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>β2=β1 +α2
normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>1.18	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>m3	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>α3= m3/ m總	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>β3=β1 +α3
normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>0.600	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>m4	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>α4= m4/ m總	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>β4=β1 +α4
normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>0.300	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>m5	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>α5= m5/ m總	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>β5=β1 +α5
normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>0.150	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>m6	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>α6= m6/ m總	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>β6=β1 +α6
normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>篩底	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>m底	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; mso-pagination: widow-orphan">m總= m1+ m2+ m3+ m4+ m5+ m6+ m底
normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>細(xì)度	normal style="LINE-HEIGHT: 12pt; TEXT-ALIGN: center; mso-pagination: widow-orphan" align=center>μf=(β2+β3+β4+β5+β6－5β1 )／(100－β1)

在討論骨料級(jí)配級(jí)配之前，首先要清楚幾個(gè)相關(guān)概念，比如篩余量、分計(jì)篩余、累計(jì)篩余等，上面表1中所說明的就是砂子篩分實(shí)驗(yàn)中有它們之間的關(guān)系。做篩分實(shí)驗(yàn)需要很多不同孔徑的試驗(yàn)篩，細(xì)骨料一般是方孔篩，篩孔尺寸從大到小有：10.0、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mm幾個(gè)級(jí)別，做細(xì)度實(shí)驗(yàn)時(shí)先用第一個(gè)篩子把粒徑超過10mm的砂粒過濾掉，然后用后六個(gè)篩子加上篩底和篩蓋把500g干砂試樣搖振篩分，按要求得出每層篩子的“累計(jì)篩余β”就可以通過如下公式計(jì)算得出砂子的細(xì)度結(jié)果μf：

砂細(xì)度計(jì)算公式：μf=(β2+β3+β4+β5+β6－5β1 )／(100－β1)

不僅如此，還能根據(jù)“分計(jì)篩余α”結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)，判斷出試樣級(jí)配的整體分布情況，直觀的掌握骨料級(jí)配情況。粗骨料石子的級(jí)配就是直接用“分計(jì)篩余α”來分析的。石子的篩分實(shí)驗(yàn)過程和砂子大同小異，它使用的一般也是方孔篩，只是篩孔直徑大一些，從小到大有：2.36、4、75、9.50、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5mm等幾個(gè)級(jí)別。

三、骨料級(jí)配的現(xiàn)實(shí)問題

在商砼建材行業(yè)里，很長(zhǎng)一段時(shí)間都是粗放式經(jīng)營(yíng)，許多企業(yè)認(rèn)為，只要水泥有保證，砂、石是不用太多考慮的，尤其對(duì)于骨料級(jí)配的問題沒有足夠的認(rèn)識(shí)，甚至于不屑一顧。這也有事實(shí)上的一些原因，由于實(shí)際生產(chǎn)中，水泥一般是相對(duì)穩(wěn)定的，只要配方按科學(xué)方法制定出來，實(shí)踐中不必對(duì)水泥做過多的調(diào)劑，因此只要抓好水泥這一項(xiàng)，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)就顯得非常簡(jiǎn)單，即是意味著老板只要請(qǐng)到一個(gè)好的總工解決好水泥配方一個(gè)問題就萬事無憂了，整個(gè)生產(chǎn)中砂石骨料相關(guān)量是最需要頻繁調(diào)整的，如果連這個(gè)也太多考慮，那生產(chǎn)就變得非常復(fù)雜，需要增加大量的工作，這是企業(yè)管理者不愿看到的。

09年在江蘇一家規(guī)模較大的商砼公司時(shí)，附近有一家很小的攪拌站，那邊的技術(shù)總工和這邊的以前是同學(xué)，從他了解到一些關(guān)于那邊的生產(chǎn)情況。以前那邊對(duì)砂、石原材料的質(zhì)量把關(guān)非常不嚴(yán)，沒有專業(yè)的實(shí)驗(yàn)員，只有個(gè)收料的，憑眼睛粗略看看就行了，一些檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，比如，泥粉含量、細(xì)度、壓碎值、針片狀含量基本不做，就更別提砂、石骨料的級(jí)配篩分實(shí)驗(yàn)了。這些問題導(dǎo)致的結(jié)果就是預(yù)拌混凝土料經(jīng)常和易性差、工地施工困難、28d強(qiáng)度太低、成本太高，面臨行業(yè)淘汰出局的窘境。后來這位總工上任之后重點(diǎn)解決了砂石骨料的劣質(zhì)問題后，那家站的狀況才逐漸有所好轉(zhuǎn)。可是后來發(fā)現(xiàn)和這邊的差距依然不小，即使用和這邊一樣的配方，選用優(yōu)質(zhì)的砂石骨料，但成本依然比這邊高出兩成多，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力必然無法超越了。先撇開生產(chǎn)控制、精細(xì)化管理等因素，單是對(duì)骨料的級(jí)配優(yōu)化控制就是那位總工沒注意到的，而這就是所謂的“商業(yè)機(jī)密”了。

如前所述，正因?yàn)椤皩?shí)際生產(chǎn)中砂石骨料相關(guān)量是最需要頻繁調(diào)整的”，這就恰恰說明，骨料和粉劑一樣也是需要重點(diǎn)關(guān)注的，并且還是經(jīng)常性的，一些企業(yè)最容易忽視的骨料級(jí)配問題，里面卻是大有文章。