細(xì)骨料特征

細(xì)骨料的顆粒形狀和表面特征會影響其與水泥的粘合結(jié)以及混凝土拌和物的流動性。山砂的顆粒具有棱角、表面粗糙但含泥量和有機(jī)物雜質(zhì)較多，與水泥的結(jié)合性差。河砂、湖砂因長期受到水流作用，顆粒多呈現(xiàn)圓形，比較潔凈且使用廣泛，一般工程都采用這種砂。

《水工混凝土施工規(guī)范2001》對細(xì)骨料（人工砂、天然砂）的品質(zhì)要求：

1細(xì)骨料應(yīng)質(zhì)地堅硬、清潔、級配良好；人工砂的細(xì)度模數(shù)且在2.4～2.8范圍內(nèi),天然砂的細(xì)度模數(shù)宜在2.2～3.0范圍內(nèi)。使用山砂、粗砂、應(yīng)采取相應(yīng)的試驗論證。

2細(xì)骨料在開采過程中應(yīng)定期或按一定開采的數(shù)量進(jìn)行堿活性檢驗，有潛在危害時期，應(yīng)采取相應(yīng)措施，并經(jīng)專門試驗論證。

3細(xì)骨料的含水率應(yīng)保持穩(wěn)定，人工砂飽和干的含水率不宜超過6%，必要時應(yīng)采取加速脫水措施。

細(xì)骨料泥和泥塊的含量

含泥量是指骨料中粒徑小于0.075mm的細(xì)塵屑、淤泥、粘土的含量?？刹樯?、石中的泥和泥塊限制（GB/J 14684 —— 2011）

細(xì)骨料有害雜質(zhì)

國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑用砂》（GB/T 14684 —— 2011） 和《建筑用卵石、碎石》（GB/T 14685 —— 2011） 中強(qiáng)調(diào)不應(yīng)有草根、樹葉、樹枝、煤塊和礦渣等雜物。

普通混凝土綜述

粒徑在0.16～5mm之間的骨料為細(xì)骨料(砂)。一般采用天然砂，它是巖石風(fēng)化后所形成的大小不等、由不同礦物散粒組成的混合物，一般有河砂、海砂及山砂。配制混凝土?xí)r所采用的細(xì)骨料的質(zhì)量要求有以下幾方面：

普通混凝土有害雜質(zhì)

配制混凝土的細(xì)骨料要求清潔不含雜質(zhì)，以保證混凝土的質(zhì)量。而砂中常含有一些有害雜質(zhì)，如云母、粘土、淤泥、粉砂等，粘附在砂的表面，妨礙水泥與砂的粘結(jié)，降低混凝土強(qiáng)度；同時還增加混凝土的用水量，從而加大混凝土的收縮，降低抗凍性和抗?jié)B性。一些有機(jī)雜質(zhì)、硫化物及硫酸鹽，它們都對水泥有腐蝕作用。重要工程混凝土使用的砂，應(yīng)進(jìn)行堿活性檢驗，經(jīng)檢驗判斷為有潛在危害時，在配制混凝土?xí)r，應(yīng)使用含堿量小于0.6%的水泥或采用能抑制堿一骨料反應(yīng)的摻合料，如粉煤灰等；當(dāng)使用含鉀、鈉離子的外加劑時，必須進(jìn)行專門試驗。在一般情況下，海砂可以配制混凝土和鋼筋混凝土，但由于海砂含鹽量較大，對鋼筋有銹蝕作用，故對鋼筋混凝土，海砂中氯離子含量不應(yīng)超過0.06%(以干砂重的百分率計)。預(yù)應(yīng)力混凝土不宜用海砂。若必須使用海砂時，則應(yīng)經(jīng)淡水沖洗，其氯離子含量不得大于0.02%。有些雜質(zhì)如泥土、貝殼和雜物可在使用前經(jīng)過沖洗、過篩處理將其清除。特別是配制高強(qiáng)度混凝土?xí)r更應(yīng)嚴(yán)格些。當(dāng)用較高標(biāo)號水泥配制低強(qiáng)度混凝土?xí)r，由于水灰比(水與水泥的質(zhì)量比)大，水泥用量少，拌合物的和易性不好。這時，如果砂中泥土細(xì)粉多一些，則只要將攪拌時間稍加延長，就可改善拌合物的和易性。

普通混凝土表面特征

細(xì)骨料的顆粒形狀及表面特征會影響其與水泥的粘結(jié)及混凝土拌合物的流動性。山砂的顆粒多具有棱角，表面粗糙，與水泥粘結(jié)較好，用它拌制的混凝土強(qiáng)度較高，但拌合物的流動性較差；河砂、海砂，其顆粒多呈圓形，表面光滑，與水泥的粘結(jié)較差，用來拌制混凝土，混凝土的強(qiáng)度則較低，但拌合物的流動性較好。

普通混凝土粗細(xì)程度

砂的顆粒級配，即表示砂大小顆粒的搭配情況。在混凝土中砂粒之間的空隙是由水泥漿所填充，為達(dá)到節(jié)約水泥和提高強(qiáng)度的目的，就應(yīng)盡量減小砂粒之間的空隙。如果是同樣粗細(xì)的砂，空隙最大。兩種粒徑的砂搭配起來，空隙就減小了；三種粒徑的砂搭配，空隙就更小了。由此可見，要想減小砂粒間的空隙，就必須有大小不同的顆粒搭配。 砂的粗細(xì)程度，是指不同粒徑的砂粒混合在一起后的總體的粗細(xì)程度，通常有粗砂、中砂與細(xì)砂之分。在相同質(zhì)量條件下，細(xì)砂的總表面積較大，而粗砂的總表面積較小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥漿包裹，砂子的總表面積愈大，則需要包裹砂粒表面的水泥漿就愈多。因此，一般說用粗砂拌制混凝土比用細(xì)砂所需的水泥漿為省。

因此，在拌制混凝土?xí)r，這兩個因素(砂的顆粒級配和粗細(xì)程度)應(yīng)同時考慮。當(dāng)砂中含有較多的粗粒徑砂，并以適當(dāng)?shù)闹辛缴凹吧倭考?xì)粒徑砂填充其空隙，則可達(dá)到空隙率及總表面積均較小，這樣的砂比較理想，不僅水泥漿用量較少，而且還可提高混凝土的密實性與強(qiáng)度?？梢娍刂粕暗念w粒級配和粗細(xì)程度有很大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義，因而它們是評定砂質(zhì)量的重要指標(biāo)。僅用粗細(xì)程度這一指標(biāo)是不能作為判據(jù)的。

砂的顆粒級配和粗細(xì)程度，常用篩分析的方法進(jìn)行測定。用級配區(qū)表示砂的顆粒級配，用細(xì)度模數(shù)表示砂的粗細(xì)。篩分析的方法，是用一套孔徑(凈尺寸)為9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm的標(biāo)準(zhǔn)篩（方孔篩），將500g的干砂試樣由粗到細(xì)依次過篩，然后稱得余留在各個篩上的砂的質(zhì)量（不包括孔徑為9.5mm篩），并計算出各篩上的分計篩余百分率a1、a2、a3、a4、a5和a6(各篩上的篩余量占砂樣總量的百分率)及累計篩余百分率A1、A2、A3、A4、A5和A6(各個篩和比該篩粗的所有分計篩余百分率相加在一起)。

根據(jù)0.63mm篩孔的累計篩余量分成三個級配區(qū)，混凝土用砂的顆粒級配，應(yīng)處于任何一個級配區(qū)以內(nèi)。砂的實際顆粒級配與表中所列的累計篩余百分率相比，除5mm和0.63mm篩號外，允許有超出分區(qū)界線，但其總量百分率不應(yīng)大于5%。以累計篩余百分率為縱坐標(biāo)，以篩孔尺寸為橫坐標(biāo)，根據(jù)規(guī)定畫出砂1、2、3級配區(qū)的篩分曲線。砂過粗(細(xì)度模數(shù)大于3.7)配成的混凝土，其拌合物的和易性不易控制，且內(nèi)摩擦大，不易振搗成型；砂過細(xì)(細(xì)度模數(shù)小于0.7)配成的混凝土，既要增加較多的水泥用量，而且強(qiáng)度顯著降低。所以這兩種砂未包括在級配區(qū)內(nèi)。

注：1．允許超出≯5%的總量，是指幾個粒級累計篩余百分率超出的和，或只是某一粒級的超出百分率。

2．摘自《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法》JGJ52—92。

從篩分曲線也可看出砂的粗細(xì)，篩分曲線超過第1區(qū)往右下偏時，表示砂過粗。篩分曲線超過第3區(qū)往左上偏時則表示砂過細(xì)。

如果砂的自然級配不合適，不符合級配區(qū)的要求，這時就要采用人工級配的方法來改善。最簡單的措施是將粗、細(xì)砂按適當(dāng)比例進(jìn)行試配，摻合使用。

為調(diào)整級配，在不得已時，也可將砂加以過篩，篩除過粗或過細(xì)的顆粒。

配制混凝土?xí)r宜優(yōu)先選用2區(qū)砂；當(dāng)采用1區(qū)砂時，應(yīng)提高砂率，并保持足夠的水泥用量，以滿足混凝土的和易性要求；當(dāng)采用3區(qū)砂時，宜適當(dāng)降低砂率，以保證混凝土的強(qiáng)度。對于泵送混凝土，宜選用中砂。

普通混凝土砂的堅固性

砂的堅固性是指砂在氣候、環(huán)境變化或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。按標(biāo)準(zhǔn)(JGJ52—92)規(guī)定，砂的堅固性用硫酸鈉溶液檢驗，試樣經(jīng)5次循環(huán)后其質(zhì)量損失應(yīng)符合表4—3規(guī)定。有抗疲勞、耐磨、抗沖擊要求的混凝土用砂或有腐蝕介質(zhì)作用或經(jīng)常處于水位變化區(qū)的地下結(jié)構(gòu)混凝土用砂，其堅固性質(zhì)量損失率應(yīng)小于8%。