級配分析

級配分析粗細程度與顆粒級配

在土木工程中，粒徑大于4.75mm的骨料為粗骨料，又稱為“石子”；粒徑介于0.15mm~4.75mm之間的骨料為細骨料，又稱為“砂”。我們可以通過篩分析，計算砂子的大小搭配狀況，判斷砂子的級配和細度模數(shù)。

砂的粗細程度是指不同粒徑的砂?；旌象w平均粒徑大小。通常用細度模數(shù)(Mx)表示，其值并不等于平均粒徑，但能較準確反映砂的粗細程度。細度模數(shù)Mx越大，表示砂越粗，單位重量總表面積(或比表面積)越小;Mx越小，則砂比表面積越大。

砂的顆粒級配是指不同粒徑的砂粒搭配比例。良好的級配指粗顆粒的空隙恰好由中顆粒填充，中顆粒的空隙恰好由細顆粒填充，如此逐級填充使砂形成最密致的堆積狀態(tài)，空隙率達到最小值，堆積密度達最大值。這樣可達到節(jié)約水泥，提高混凝土綜合性能的目標。因此，砂顆粒級配反映空隙率大小。

級配分析細度模數(shù)和顆粒級配的測定

砂的粗細程度和顆粒級配用篩分析方法測定，用細度模數(shù)表示粗細，用級配區(qū)表示砂的級配。根據(jù)《建筑用砂》(GB/T14684-2001)，篩分析是用一套孔徑為4.75，2.36，1.18，0.600，0.300，0.150mm的標準篩，將500克干砂由粗到細依次過篩(詳見試驗)，稱量各篩上的篩余量 (g)，計算各篩上的分計篩余率 (%)，再計算累計篩余率 (%)。（JGJ52采用的篩孔尺寸為5.00、2.50、1.25、0.630、0.315及0.160mm。其測試和計算方法均相同，混凝土行業(yè)普遍采用該標準。）

細度模數(shù)根據(jù)下式計算(精確至0.01)：

根據(jù)細度模數(shù)Mx大小將砂按下列分類：

Mx>3.7 特粗砂；Mx=3.1～3.7粗砂；Mx=3.0～2.3中砂；Mx=2.2～1.6細砂；Mx=1.5～0.7特細砂。

砂的顆粒級配根據(jù)0.600mm篩孔對應(yīng)的累計篩余百分率A4，分成Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)三個級配區(qū)。級配良好的粗砂應(yīng)落在Ⅰ區(qū);級配良好的中砂應(yīng)落在Ⅱ區(qū);細砂則在Ⅲ區(qū)。實際使用的砂顆粒級配可能不完全符合要求，除了4.75mm和0.600mm對應(yīng)的累計篩余率外，其余各檔允許有5%的超界，當某一篩檔累計篩余率超界5%以上時，說明砂級配很差，視作不合格。

以累計篩余百分率為縱坐標，篩孔尺寸為橫坐標，根據(jù)級區(qū)可繪制Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級配區(qū)的篩分曲線。在篩分曲線上可以直觀地分析砂的顆粒級配優(yōu)劣 。

級配分析研磨體級配的意義

不同規(guī)格的研磨體及其質(zhì)量的配合稱為研磨體的級配。

鋼球直徑的大小及其質(zhì)量的配合稱為研磨體都級配。其級配的優(yōu)劣直接影響磨機產(chǎn)量和研磨體的消耗。級配主要根據(jù)被磨物料都物理化學(xué)性質(zhì)、磨機的構(gòu)造以及產(chǎn)品的細度要求等因素確定。物料在粉磨過程中，開始塊度較大，需用較大直徑的鋼球沖擊破碎。隨著塊度變小，需用小剛球粉磨物料，以增加對物料都研磨能力。在研磨體裝載量不變都情況下，縮小研磨體尺寸，就能增加研磨體的接觸面積，提高研磨能力。選用鋼球都規(guī)格與被磨物料的粒度有一定都關(guān)系。物料粒度越大，鋼球都平均直徑也應(yīng)該大。由此可見，磨內(nèi)完全用大直徑和完全用小直徑的研磨體都不適合，必須保證既有一定都沖擊能力，又有一定都研磨能力，才能達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的目的 。

級配分析研磨體級配的原則

根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗、研磨體級配一般遵循下述原則。

1、根據(jù)入磨物料的粒度、硬度、易磨性及產(chǎn)品細度要求來配合。當入磨物料粒度較小、易磨性較

好、產(chǎn)品細度要求細時，就需加強對物料的研磨作用，裝入研磨體直徑應(yīng)小些；反之，當入磨物料粒度較大，易磨性較差時，就應(yīng)加強對物料的沖擊作用，研磨體的球徑應(yīng)較大。

2、大型磨機和小型磨機、生料磨和小泥磨的鋼球級配應(yīng)有區(qū)別。由于小型磨機的筒體短，因而物

料在磨內(nèi)停留的時間也短，所以在入磨物料的粒度、硬度相同的情況下，為延長物料在磨內(nèi)的停留時間，其平均球徑應(yīng)較大型磨機?。ǖ坏扔诓挥么笄颍?。在磨機規(guī)格和入磨物料粒度、易磨性相同的情況下，由于生料細度較水泥粗，加之粘土和鐵粉的粒度小，所以生料磨應(yīng)加強破碎作用，在破碎倉應(yīng)減小研磨作用。

3、磨內(nèi)只用大鋼球，則鋼球之間的空隙率大。物料流速快，出磨物料粗。為了控制物料流速，滿

足細度要求，經(jīng)常是大小球配合使用，減小鋼球的空隙率，使物料流速減慢，延長物料在磨內(nèi)的停留時間。

4、各倉研磨體級配時，一般大球和小球都應(yīng)少，而中間規(guī)格的球應(yīng)多，即所謂的“兩頭小中間大”。

如果物料的粒度大，硬度大，則可增加大球，而減少小球。

5、單倉球磨應(yīng)全部裝鋼球，不裝鋼段；雙倉磨的頭倉用鋼球，后倉用鋼段；三倉以上的磨機一般

是前兩倉裝鋼球，其余裝鋼段。為了提高粉磨效率，一般不允許球和段混會使用。

6、閉路磨機由于有回料入磨，鋼球的沖擊力由于“緩沖作用”會減弱，因此鋼的平均球徑應(yīng)大些。

7、由于襯板的選使帶球能力不足，沖擊力減小，應(yīng)適當增加大球。

8、研磨體的總裝載量不應(yīng)超過設(shè)計允許的裝載量。

研磨體的級配是針對球磨機而言的（立磨涉及不到這一問題），主要內(nèi)容包括：各磨倉研磨體的類型、配合級數(shù)、球徑（最大、最小、平均球徑）的大小、不同規(guī)格的球（棒、鋼段）所占的比例及裝載量。級配好后，需進行生產(chǎn)檢驗，并結(jié)合實際情況進行合理的調(diào)整。2100433B

粗細不同的粒徑按照一定的比例組合搭配在一起，以達到較高的密實程度，根據(jù)搭配組成的結(jié)果，可得到以下幾種不同級配分類。

1、連續(xù)級配：連續(xù)級配是某一礦料在標準套篩中進行篩分后，礦料的顆粒由大到小連續(xù)分布，每一級都占有適當?shù)谋壤?。這種由大到小逐級粒徑都有，并按比例互相搭配組成的礦質(zhì)混合料，稱為連續(xù)級配混合料。

2、間斷級配：在礦料顆粒分布的整個區(qū)間里，從中間剔除一個或連續(xù)幾個粒級，形成一種不連續(xù)的級配，成為所謂的間斷級配。

3、連續(xù)開級配：整個礦料顆粒分布范圍較窄，從最大粒徑到最小粒徑僅在數(shù)個粒級上以連續(xù)的形式出現(xiàn)，形成所謂的連續(xù)開級配。

顆粒級配粗細程度

砂的粗細程度是指不同粒徑的砂?；旌象w平均粒徑大小，用細度模數(shù)（Mx）表示。細度模數(shù)Mx越大，表示砂越粗，Mx越小，則砂比表面積越大。

砂的顆粒級配是指不同粒徑的砂粒搭配比例。良好的級配指粗顆粒的空隙恰好由中顆粒填充，中顆粒的空隙恰好由細顆粒填充，如此逐級填充使砂形成最密致的堆積狀態(tài)，空隙率達到最小值，堆積密度達最大值。這樣可達到節(jié)約水泥，提高混凝土綜合性能的目標。因此，砂顆粒級配反映空隙率大小。

1）細度模數(shù)和顆粒級配的測定。砂的粗細程度和顆粒級配用篩分析方法測定，用細度模數(shù)表示粗細，用級配區(qū)表示砂的級配。篩分析是用一套孔徑為4.75，2.36，1.18，0.600，0.300，0.150mm的標準篩，將500克干砂由粗到細依次過篩（詳見試驗），稱量各篩上的篩余量mi（g），計算各篩上的分計篩余率ai（%），再計算累計篩余率Ai（%）。ai和Ai的計算關(guān)系見表4-3。細度模數(shù)的計算見例題。

2）砂的摻配使用。

配制普通混凝土的砂宜為中砂（Mx=2.3～3.0）Ⅱ級區(qū)。但實際工程中往往出現(xiàn)砂偏細或偏粗的情況。通常有兩種處理方法：只有一種砂源時，對偏細砂適當減少砂用量，即降低砂率；對偏粗砂則適當增加砂用量，即增加砂率。粗砂和細砂可同時提供時，宜將細砂和粗砂按一定比例摻配使用，這樣既可調(diào)整Mx，也可改善砂的級配，有利于節(jié)約水泥，提高混凝土性能。摻配比例可根據(jù)砂資源狀況，粗細砂各自的細度模數(shù)及級配情況，通過試驗和計算確定。

顆粒級配砂的含水狀態(tài)

砂的含水狀態(tài)有如下4種，如圖《顆粒級配》所示。

絕干狀態(tài)：砂粒內(nèi)外不含任何水，通常在105±5℃條件下烘干而得。

顆粒級配氣干狀態(tài)

砂粒表面干燥，內(nèi)部孔隙中部分含水。指室內(nèi)或室外（天晴）空氣平衡的含水狀態(tài)，其含水量的大小與空氣相對濕度和溫度密切相關(guān)。

飽和面干狀態(tài)：砂粒表面干燥內(nèi)部孔隙全部吸水飽和。水利工程上通常采用飽和面干狀態(tài)計量砂用量。

濕潤狀態(tài)：砂粒內(nèi)部吸水飽和，表面還含有部分表面水。施工現(xiàn)場，特別是雨后常出現(xiàn)此種狀況，攪拌混凝土中計量砂用量時，要扣除砂中的含水量；同樣，計量水用量時，要扣除砂中帶入的水量。

粗細不同的粒徑按照一定的比例組合搭配在一起，以達到較高的密實程度，根據(jù)搭配組成的結(jié)果，可得到以下幾種不同級配分類。

1、連續(xù)級配：連續(xù)級配是某一礦料在標準套篩中進行篩分后，礦料的顆粒由大到小連續(xù)分布，每一級都占有適當?shù)谋壤?。這種由大到小逐級粒徑都有，并按比例互相搭配組成的礦質(zhì)混合料，稱為連續(xù)級配混合料。

2、間斷級配：在礦料顆粒分布的整個區(qū)間里，從中間剔除一個或連續(xù)幾個粒級，形成一種不連續(xù)的級配，成為所謂的間斷級配。

3、連續(xù)開級配：整個礦料顆粒分布范圍較窄，從最大粒徑到最小粒徑僅在數(shù)個粒級上以連續(xù)的形式出現(xiàn)，形成所謂的連續(xù)開級配。

砂

在土木工程中，粒徑大于4.75mm的骨料為粗骨料，又稱為“石子”；粒徑介于0.15mm~4.75mm之間的骨料為細骨料，又稱為“砂”。我們可以通過篩分析,計算砂子的大小搭配狀況,判斷砂子的級配和細度模數(shù)。

粗細程度與顆粒級配：

砂的粗細程度是指不同粒徑的砂?；旌象w平均粒徑大小。通常用細度模數(shù)(Mx)表示，其值并不等于平均粒徑，但能較準確反映砂的粗細程度。細度模數(shù)Mx越大，表示砂越粗，單位重量總表面積(或比表面積)越小;Mx越小，則砂比表面積越大。

砂的顆粒級配是指不同粒徑的砂粒搭配比例。良好的級配指粗顆粒的空隙恰好由中顆粒填充，中顆粒的空隙恰好由細顆粒填充，如此逐級填充使砂形成最密致的堆積狀態(tài)，空隙率達到最小值，堆積密度達最大值。這樣可達到節(jié)約水泥，提高混凝土綜合性能的目標。因此，砂顆粒級配反映空隙率大小。

細度模數(shù)和顆粒級配的測定：

砂的粗細程度和顆粒級配用篩分析方法測定，用細度模數(shù)表示粗細，用級配區(qū)表示砂的級配。根據(jù)《建筑用砂》(GB/T14684-2001)，篩分析是用一套孔徑為4.75，2.36，1.18，0.600，0.300，0.150mm的標準篩，將500克干砂由粗到細依次過篩(詳見試驗)，稱量各篩上的篩余量 (g)，計算各篩上的分計篩余率 (%)，再計算累計篩余率 (%)。（JGJ52采用的篩孔尺寸為5.00、2.50、1.25、0.630、0.315及0.160mm。其測試和計算方法均相同，混凝土行業(yè)普遍采用該標準。）

細度模數(shù)根據(jù)下式計算(精確至0.01)：

根據(jù)細度模數(shù)Mx大小將砂按下列分類：

Mx>3.7 特粗砂;Mx=3.1～3.7粗砂;Mx=3.0～2.3中砂;Mx=2.2～1.6細砂;Mx=1.5～0.7特細砂。

砂的顆粒級配根據(jù)0.600mm篩孔對應(yīng)的累計篩余百分率A4，分成Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)三個級配區(qū)。級配良好的粗砂應(yīng)落在Ⅰ區(qū);級配良好的中砂應(yīng)落在Ⅱ區(qū);細砂則在Ⅲ區(qū)。實際使用的砂顆粒級配可能不完全符合要求，除了4.75mm和0.600mm對應(yīng)的累計篩余率外，其余各檔允許有5%的超界，當某一篩檔累計篩余率超界5%以上時，說明砂級配很差，視作不合格。

以累計篩余百分率為縱坐標，篩孔尺寸為橫坐標，根據(jù)級區(qū)可繪制Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級配區(qū)的篩分曲線。在篩分曲線上可以直觀地分析砂的顆粒級配優(yōu)劣。

研磨體

不同規(guī)格的研磨體及其質(zhì)量的配合稱為研磨體的級配。

研磨體級配的意義

鋼球直徑的大小及其質(zhì)量的配合稱為研磨體都級配。其級配的優(yōu)劣直接影響磨機產(chǎn)量和研磨體的消耗。級配主要根據(jù)被磨物料都物理化學(xué)性質(zhì)、磨機的構(gòu)造以及產(chǎn)品的細度要求等因素確定。物料在粉磨過程中，開始塊度較大，需用較大直徑的鋼球沖擊破碎。隨著塊度變小，需用小剛球粉磨物料，以增加對物料都研磨能力。在研磨體裝載量不變都情況下，縮小研磨體尺寸，就能增加研磨體的接觸面積，提高研磨能力。選用鋼球都規(guī)格與被磨物料的粒度有一定都關(guān)系。物料粒度越大，鋼球都平均直徑也應(yīng)該大。由此可見，磨內(nèi)完全用大直徑和完全用小直徑的研磨體都不適合，必須保證既有一定都沖擊能力，又有一定都研磨能力，才能達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的目的 。

研磨體級配的原則

根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗、研磨體級配一般遵循下述原則。

①根據(jù)入磨物料的粒度、硬度、易磨性及產(chǎn)品細度要求來配合。當入磨物料粒度較小、易磨性較

好、產(chǎn)品細度要求細時，就需加強對物料的研磨作用，裝入研磨體直徑應(yīng)小些；反之，當入磨物料粒度較大，易磨性較差時，就應(yīng)加強對物料的沖擊作用，研磨體的球徑應(yīng)較大。

②大型磨機和小型磨機、生料磨和小泥磨的鋼球級配應(yīng)有區(qū)別。由于小型磨機的筒體短，因而物

料在磨內(nèi)停留的時間也短，所以在入磨物料的粒度、硬度相同的情況下，為延長物料在磨內(nèi)的停留時間，其平均球徑應(yīng)較大型磨機?。ǖ坏扔诓挥么笄颍Ｔ谀C規(guī)格和入磨物料粒度、易磨性相同的情況下，由于生料細度較水泥粗，加之粘土和鐵粉的粒度小，所以生料磨應(yīng)加強破碎作用，在破碎倉應(yīng)減小研磨作用。

③磨內(nèi)只用大鋼球，則鋼球之間的空隙率大。物料流速快，出磨物料粗。為了控制物料流速，滿

足細度要求，經(jīng)常是大小球配合使用，減小鋼球的空隙率，使物料流速減慢，延長物料在磨內(nèi)的停留時間。

④各倉研磨體級配時，一般大球和小球都應(yīng)少，而中間規(guī)格的球應(yīng)多，即所謂的“兩頭小中間大”。

如果物料的粒度大，硬度大，則可增加大球，而減少小球。

⑤單倉球磨應(yīng)全部裝鋼球，不裝鋼段；雙倉磨的頭倉用鋼球，后倉用鋼段；三倉以上的磨機一般

是前兩倉裝鋼球，其余裝鋼段。為了提高粉磨效率，一般不允許球和段混會使用。

⑥閉路磨機由于有回料入磨，鋼球的沖擊力由于“緩沖作用”會減弱，因此鋼的平均球徑應(yīng)大些。

⑦由于襯板的選使帶球能力不足，沖擊力減小，應(yīng)適當增加大球。

⑧ 研磨體的總裝載量不應(yīng)超過設(shè)計允許的裝載量。

研磨體的級配是針對球磨機而言的（立磨涉及不到這一問題），主要內(nèi)容包括：各磨倉研磨體的類型、配合級數(shù)、球徑（最大、最小、平均球徑）的大小、不同規(guī)格的球（棒、鋼段）所占的比例及裝載量。級配好后，需進行生產(chǎn)檢驗，并結(jié)合實際情況進行合理的調(diào)整。