混凝土用骨料级配不符合要求时的改善措施！

——粗、细砂及大、小石子的混合比例问题

作者：巩建飞

［摘要］本文针对混凝土用骨料，级配不符合要求可能性的存在，提出了具体的改善措施。

0 引言

混凝土质量无疑与其组成材料的质量有着密不可分的联系。砂子、石子，作为普通混凝土用骨料，其质量的优劣，将直接影响混凝土的性能。现行中华人民共和国行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52—2006）中，对混凝土用砂、石的质量要求均有明确规定，其中对砂、石的颗粒级配有如下规定。

（1）、“当天然砂的实际颗粒级配不符合要求时，宜采取相应的技术措施，并经试验证明能确保混凝土质量后，方允许使用。”（详见《标准》第3.1.2条）

（2）、“配制混凝土时宜优先选用Ⅱ区砂。”“配制泵送混凝土，宜选用中砂。”（详见《标准》第3.1.2条）

（3）、“混凝土用石应采用连续粒级。”“单粒级宜用于组合成满足要求的连续粒级；也可与连续粒级混合使用，以改善其级配或配成较大粒度的连续粒级。”（详见《标准》第3.2.1条）

（4）、“当卵石的颗粒级配不符合要求时，应采取措施并经试验证实能确保工程质量后，方允许使用。”（详见《标准》第3.2.1条）

根据以上规定，当骨料的级配不符合要求时是允许采取措施处理的，前提条件是，经试验证实能确保混凝土或工程质量即可。

日常生产中，就骨料的天然资源及人工生产工艺而言，级配不符合要求的情况是存在的。作为混凝土生产厂家和骨料使用单位，如何在现有条件下将其变得符合要求，是问题的关键所在。

1 粗、细砂的混合比例问题

《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52—2006）规定，“砂的粗细程度按细度模数μ_f分为粗、中、细、特细四级。”其中中砂的细度模数规定为μ_f= 3.0 ~2.3（详见《标准》第3.1.1条）。配制混凝土，尤其是泵送混凝土，宜用Ⅱ区中砂。但往往有些砂源达不到要求，情况无非有偏粗的或偏细的两种。根据这两种砂，怎样才能配出我们所希望的适中的砂呢？

（1）、将现有的偏粗和偏细的两种砂，按标准要求进行筛分，分别计算其细度模数；

（2）、确定我们拟要求砂的细度模数；

（3）、根据细度模数计算出粗、细两种砂的混合比例；

（4）、按照混合比例，将两种砂混合在一起，即为我们拟要求的细度模数的砂。

计算公式如下：

K₁ =（μ_f－μ_{f 2}）÷（μ_{f 1}－μ_{f 2}）× 100% ………… A式

K₂ =（μ_{f 1}－μ_f）÷（μ_{f 1}－μ_{f 2}）×100% ………… B式

或 K₂ = 1－K₁

式中：

K₁——粗砂的混合比例

K₂——细砂的混合比例

μ_f——拟要求砂的细度模数

μ_{f 1}——粗砂的细度模数

μ_{f 2}——细砂的细度模数

计算实例：

设：μ_{f 1} = 3.2、μ_{f 2} = 2.2、μ_f = 2.8。求：K₁和K₂值。

解：

根据A式，

K₁ =（μ_f －μ_{f 2}）÷（μ_{f 1}－μ_{f 2}）×100%=（2.8－2.2）÷（3.2－2.2）×100% = 60%

根据B式，

K₂ =（μ_{f 1}－μ_f）÷（μ_{f 1}－μ_{f 2}）×100%=（3.2－2.8）÷（3.2－2.2）×100% = 40%

即由60%的粗砂和40%的细砂混合，可得到细度模数μ_f= 2.8的混合砂。

2 大、小石子的混合比例问题

混凝土生产厂家和骨料使用单位进场的石子，特别是碎石，一般多为5 ~ 20或5 ~ 25等连续粒级的石子和16 ~ 31.5等单粒级的石子，且每种规格的石子，大多能符合级配要求。而5 ~ 31.5连续粒级的石子却很少有。根据工程的实际需要，在条件许可的情况下（如：C60级以下混凝土、泵送工艺、结构截面的最小尺寸和钢筋最小净间距等满足要求时），往往要用到5 ~ 31.5连续粒级的石子。除此之外，使用较大粒级的石子，可有效地减少混凝土的用水量，降低水泥用量，节约成本；还可有效地降低大体积混凝土的水化热，减少因温度应力造成的裂缝等。

下面就如何使用现有规格的石子，配制级配符合要求的5 ~ 31.5连续粒级的石子的具体步骤和方法作一说明，供业内人士参考使用。

（1）、将现有规格的石子（两种或两种以上规格），用标准方法按表1所列各筛孔尺寸的筛通过一遍，并计算各筛的累计筛余百分率；

（2）、根据连续粒级5 ~ 31.5标准值中31.5筛孔尺寸筛上的累计筛余百分率，计算分配混合前各规格石子的混合比例；

（3）、用各自的混合比例，分别乘以混合前各自规格石子的累计筛余百分率实测值，得到该规格石子的累计筛余百分率比例值；

（4）、将混合前各规格石子对应筛上的累计筛余百分率比例值相加，得到混合后石子的累计筛余百分率混合值，再将此值与连续粒级5 ~ 31.5标准值比对，看是否符合要求，如不符合再行调整，直至符合要求为止。

配制实例：

设：现有5 ~ 25连续粒级和16 ~ 31.5单粒级两种规格的石子，需配成5 ~ 31.5连续粒级的石子。试确定其混合比例，并根据混合比例计算其混合后各筛的累计筛余百分率，验证其合格与否。

解：

（1）、5 ~ 25连续粒级和16 ~ 31.5单粒级两种规格石子的筛分结果见表2；

（2）、5 ~ 31.5连续粒级标准值中，31.5筛上的累计筛余百分率为0 ~5；现有规格16 ~ 31.5石子经筛分，31.5筛上的累计筛余百分率为9；5 ~ 25石子经筛分，31.5筛上的累计筛余百分率为0。所以16 ~ 31.5石子所求的混合比例应在0 ~ 之间，则5 ~ 25石子所求的混合比例必然在~ 1的范围内。当然，二者的比例相加必须是100%方可。最终选定的比例分别为34%和66%（选定过程从略），见表2。

（3）、用34%和66%分别乘以16 ~ 31.5石子和5 ~ 25石子各筛上的累计筛余百分率实测值，得到该规格石子的累计筛余百分率比例值，见表2。

（4）、将16 ~ 31.5石子和5 ~ 25石子对应筛上的累计筛余百分率比例值相加，得到混合后连续粒级5 ~ 31.5石子的累计筛余百分率混合值，见表2。然后与标准值比对，结果符合要求。

即由34%的16 ~ 31.5单粒级石子和66%的5 ~ 25连续粒级石子混合，可得到级配符合要求的5 ~ 31.5连续粒级石子。

3 结论

（1）、混凝土用骨料，级配不符合要求的可能性是存在的，但它是可以通过采取一定措施使之得到改善的。

（2）、石子的混合比例不是唯一的，要根据实际情况具体确定。