摘要：隨著建筑工程建設的不斷向前推進，我國的工程施工技術也在隨之而不斷的提高。特別是近年來混凝土施工技術的廣泛應用，其中所包含的一些問題也逐步的暴露出來，砂的級配標準與石粉含量限值便是其中之一。下面本文將結合作者多年的工作實踐經驗，對水泥混凝土用機制砂的級配進行簡單的論述，以供參考。

　　關鍵詞：機制砂;級配

　　Abstract: With the building construction has moved forward, China's construction technology is also followed and continue to improve. This paper will combine with the work of many years of practical experience, provide a simple discussion of the sand level with cement concrete for reference.

　　Key words: sand; gradation

　　中圖分類號：TU528.45文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104(2012)05-0020-02

　　0導語

　　雖然在我國現階段的水泥混凝土用機制砂的標準和石粉含量做出了明確的規定，但是由于機制砂顆粒具有級配不良、含有少量石粉、表面粗糙等特點，使其在按照規定進行的配置過程中往往出現離析、泌水現象，對水泥混凝土質量產生了不利的影響。另外，為了滿足標準規定的石粉含量要求，機制砂中過量的石粉必須通過水洗或風選去除，這不僅增加了機制砂的生產工序，降低機制砂的產量，提高了機制砂的生產成本，浪費了寶貴的礦產資源和水資源，同時石粉副產品的大量堆積，又引起了二次污染。這些都大大制約了機制砂在混凝土中的推廣應用。所以，提出一個使用范圍較廣，能夠符合機制砂生產特點和滿足混凝土性能要求的機制砂的級配標準勢在必行。

　　1機制砂級配研究現狀

　　1.1國外機制砂級配現狀

　　根據表1國外不同國家和地區的機制砂級配數據，4個標準中4.75、2.36、0.3、0.15mm篩孔范圍差別較大，且每檔機制砂范圍較寬。其中美國ICAR和澳大利亞標準中2.36、4.75mm篩孔累計篩余范圍上限較寬，必然造成生產的機制砂4.75、2.36mm顆粒部分增多，機制砂細度模數偏大。另外，美國ICAR和澳大利亞標準0.3、0.15mm累計篩余范圍較寬，且累計篩余下限較美國ASTM-C33和日本標準偏小，必然導致機制砂生產中細顆粒偏多，使機制砂的細度模數偏小。整體而言，依照美國ICAR和澳大利亞標準生產的機制砂細度模數范圍變化范圍較大，機制砂級配范圍變化也較大，有利于機制砂的工程應用。美國和日本標準4.75、2.36mm篩孔對機制砂的限制較嚴，特別是4.75mm以上部分較少，既不利于機制砂的生產，更不利于機制砂的工程應用。

　　1.2國內機制砂級配現狀

　　由表2可知，我國I區砂細度模數基本在2.8以上，而II區砂細度模數基本在3.2以下。對于I區和II區砂，除0.6mm篩孔累計篩余范圍無重疊區域外，其他篩孔的累計篩余除I區砂上限少些區域和II區砂下限少些區域外，中間大部分區域重疊。所以0.6mm篩孔是機制砂級配的關鍵篩孔，0.6mm篩孔的累計篩余范圍界定了機制砂的分區。

　　對比表1、2國內外機制砂的級配狀況，國外機制砂級配標準與我國機制砂級配標準有一定的差異。對于國外機制砂級配，美國ASTM-C33標準和日本的標準與我國標準的II區砂的級配范圍比較接近，而美國ICAR建議級配和澳大利亞的級配區域則包括了我國I區和II區機制砂的級配范圍，且ICAR和澳大利亞標準對0.075mm和石粉含量的界限較寬，而我國國家及行業標準和各地方標準對機制砂中石粉含量限值要求較嚴，最高不超過10%。

　　實際生產的機制砂石粉含量一般較高(約為10%~20%)，0.075mm篩余部分也較多，我國規范對0.15mm篩孔以下部分的要求范圍過窄從一定程度上限制了機制砂石粉含量限值的放寬以及機制砂的大規模推廣應用。適當放寬0.15mm篩孔以下顆粒范圍，既符合機制砂的實際生產，也降低了機制砂的生產成本，同時減少了污染。并且，機制砂中高石粉含量能夠充當粉體彌補漿體數量的不足，改善混凝土的和易性并降低水泥用量。因此，根據所配制混凝土強度等級(性能要求)和0.6mm篩孔的累計篩余對機制砂級配進行劃分是否合理，0.15mm篩孔以下部分以及石粉含量是否能在國家標準的基礎上進一步放寬，仍需進一步探討。

　　2機制砂級配的提出

　　通過調研湖北滬蓉西高速公路沿線及湖南、福建、內蒙等地的69種不同產地和生產工藝的機制砂的級配狀況，實際生產的機制砂均比較粗，級配大部分集中在I區、II區范圍內，通過對0.075~4.75mm篩孔中每一級篩孔的累計篩余和分計篩余與細度模數的關系進行擬合計算，最終確定了一個理論上比較合適的級配，其級配數據見表3。

　　根據確定的機制砂I區和II區的級配范圍，以級配區域的上下限為界，劃分為8條曲線組成的7個區域，S2是機制砂中的較粗部分，S9是機制砂中的最細部分，對級配區域適當外延，將最粗部分的細集料組成向粗的趨勢進行調整得到S1，將最細部分的細集料向細的趨勢進行調整得到S10，由此界定了10條級配曲線組成的9個區域，0.075~4.75mm各級篩孔的累計篩余由大變小，機制砂逐漸變細，級配數據見表4、5。

　　3機制砂的級配變化對混凝土工作性的影響試驗

　　3.1試驗原材料及基準配合比

　　水泥：湖北華新水泥股份有限公水泥，比表面積370m2/kg，3d抗折、抗壓強度為5.0、22.4MPa，28d抗折、抗壓強度為10.3、50.7MPa。

　　碎石：5~25mm石灰巖碎石，表觀密度為2.702，壓碎值為10.8%。

　　機制砂：水洗石灰巖機制砂，細度模數3.19，石粉含量3.6%，MB值0.25。

　　減水劑：艾肯聚羧酸高效減水劑，固含量為21%。

　　混凝土設計為C30、C50和C603個強度等級(試圖分別代表C30及以下、C35~C55、C60及以上3個強度等級范圍的混凝土)，為了對比不同級配曲線機制砂配制的混凝土拌合物的性能，分別使用表4、5中所列級配機制砂進行試驗，測試新拌混凝土拌合物的工作性能?；炷僚浜媳纫姳?。

　　3.2試驗結果分析

　　由表4、7可以看出，經過新拌混凝土拌合物工作性測試，對于I區砂，由于細度模數較大，細度模數為2.64~3.89，石粉含量為0~15%，隨著細度模數的降低和石粉含量的增加，配制C60混凝土時，工作性呈現由差變好再變差的趨勢;根據C50混凝土的工作性可知，

　　I區機制砂S5以下級配配制C50混凝土表現良好的工作性。根據上表，用I區機制砂配制C60混凝土，除偏上限級配配制C60混凝土可能出現工作性不良外，大部分級配均能滿足配制C60混凝土的要求。對于配制C50混凝土，I區機制砂偏下限部分適當控制砂率和機制砂中石粉含量，容易配制工作性良好的混凝土。

　　由表5、8容易看出，II區砂由于細度模數明顯較I區砂小，石粉含量較高，細度模數為

　　1.81~3.26，石粉含量為0~20%，隨著細度模數的降低和石粉含量的增加，II區砂配制C30混凝土除S10較黏稠外，其他級配均能配制出工作性良好的混凝土。通過用II區砂配制C50混凝土，除S9和S10配制混凝土比較黏稠且坍損嚴重外，其他級配適當調整機制砂石粉含量和混凝土砂率容易配制工作性良好的混凝土。

　　根據表7、8I區和II區砂配制不同強度等級的混凝土工作性結果可知，I區砂適合配制C60混凝土，而細度模數在3.30以下，通過摻加適量石粉和提高砂率，I區砂初S1-S4偏上限太粗部分外同樣適合配制C50和C30混凝土;而II區砂適合配制各種強度等級的混凝土。

　　對比表4、5的I、II區機制砂級配可知，細度模數3.30以下的I區砂和細度模數2.45以上的II區砂級配區域0.6mm篩孔累計篩余范圍屬于鄰界區域，而其他篩孔累計篩余范圍基本重疊，因此，單純的把機制砂根據標準對機制砂進行分區就失去了意義。如果我們將0.6mm篩孔累計篩余合并，取I區機制砂的級配上限作為混合級配上限和II區機制砂的級配下限作為混合級配下限，就得到了一個新的級配;該級配包括了I、II區所有的機制砂級配，同時避免因為機制砂的分區造成的麻煩，只要我們在施工中對機制砂混凝土的配制參數加以適當調整就能夠配制工作性良好的混凝土。整合后的級配見表9。

　　4結論

　　(1)使用石粉含量超過現行國標限值、級配不符合規范級配區要求的機制砂，仍然可以配制出工作性優良的機制砂混凝土。根據機制砂的實際生產狀況和國外機制砂級配劃分標準，

　　基于機制砂級配對不同強度等級機制砂混凝土的工作性影響試驗結果，提出了一個適合我國機制砂生產的全級配標準，如表9所示。該級配標準對現行規范中2.36、1.18、0.3、0.15mm篩孔的累計篩余適當放寬，并新增了0.075mm篩孔的累計篩余控制值，有利于拓寬機制砂的級配和高石粉機制砂的利用。

　　(2)從混凝土工作性考慮，機制砂的適宜細度模數范圍為1.91~3.59。其中，用于配制C30及以下低強度混凝土的機制砂適宜細度模數范圍為1.91~3.02，石粉含量限值20%;用于配制C35~C55中等強度混凝土的機制砂適宜細度模數范圍為2.08~3.30，石粉含量限值15%;用于配制C60及以上高強混凝土機制砂細度模數范圍為2.76~3.59，石粉含量限值10%。

　　參考文獻：

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