细骨料讲义

细骨料

2.细骨料

粒径在0.15~5.0mm之间的骨料称为细骨料,一般有河砂、海砂、山砂、机制砂。砂的表观密度为2. 6~2. 7g/cm³,堆积密度为1500kg/m³,空隙率(干燥状态)为35%~ 45% ,级配好的为35% ~37%。配置混凝土时所采用的细骨料,应满足《建筑用砂》 (GB/T 14684-2001)的要求。

(1)有害杂质

配制混凝土的细骨料要求清洁不含杂质,以保证混凝土的质量。但砂中常含一些有害杂质,如黏土、淤泥、云母、粉砂等,站附在砂的表面,削弱水泥石与骨料的粘结,降低混凝土的强度;同时还增加混凝土的用水量,从而加大混凝土的收缩,降低抗冻性和抗渗性。一些有机杂质、硫化物及硫酸盐,它们对水泥有腐蚀作用。

对砂中的无定形二氧化硅含量有怀疑时,应根据结构或构件的使用条件,进行专门试验测定其碱骨料反应的活性即潜在碱活性后,再确定其适用性。

(2)颗粒形状及表面特征

1)山砂的颗粒多具有棱角,表面粗糙,与水泥粘结较好,用它拌制的混凝土强度较高,但拌合物的流动性较差;

2)河砂、海砂,其颗粒多呈圆形,表面光滑,与水泥的粘结较差,用来拌制混凝土, 混凝土的强度则较低,但拌合物的流动较好。

(3)砂的颗粒级配及粗细程度

砂的颗粒级配即表示砂大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充。为达到节约水泥和提高强度的目的,就应尽量减小砂粒之间的空隙。

砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起后的总体的粗细程度,通常有粗砂、中砂与细砂之分。在相同质量条件下,细砂的总表面积较大,而粗砂的总表面积较小。在混凝土中,砂子的表面需要由水泥浆包裹,砂子的总表面积愈大,则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。因此,一般说用粗砂拌制混凝土比用、细砂所需的水泥浆要省。

砂的颗粒级配和粗细程度,常用筛分析的方法进行测定。用级配区表示砂的颗粒级配,用细度模数表示砂的粗细。筛分析的方法,是用一套孔径(净尺寸)为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm及0.15mm的标准筛,将500g的干砂试样由粗到细依次过筛,然后称得余留在各个筛上的砂的质量,并计算出各筛上的分计筛余百分率 a1、a2、a3、a4、a5和a6 (各筛上的筛余量占砂样总量的百分率)及累计筛余百分率Al 、A2、A3、A4、A5、A6 (各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率相加在一起)。

细度模数(Mx)愈大,表示砂愈粗。普通混凝土用砂的粗细程度按细度模数分为粗、中、细三级,其细度模数范围: Mx在3. 70~3. 10为粗砂, Mx在3. 00~2. 30为中砂, Mx在2. 20~ 1. 60为细砂, Mx在1. 50~0. 70为特细砂。

根据0.60mm筛孔的累计筛余量分成三个级配区(表1-17),混凝土用砂的颗粒级配,应处于表1-17中任何一个级配区以内。砂过粗(细度模数大于3. 7)配成的混凝土,其拌合物的和易性不易控制,且内摩擦大,不易振捣成型;砂过细(细度模数小于0. 7)配成的混凝土,既要增加较多的水泥用量,而且强度显著降低。所以这两种砂未包括在级配区内。

砂颗粒级配区表1-17

级配区

筛孔尺寸-(mm) I 区 II区 III区

累计筛余(按质量计)(%)

9.50 0 0 0

4. 75 10~0 10~0 10~0

2. 36 35~5 25~0 15~0

1. 18 65~35 50~10 25~0

0.60 85~71 70~41 40~ 16

0.30 95~80 92~70 85~55

0.15 100~90 100~90 100~90

注:①砂的实际颗粒级配与表中所列数字相比,除4. 75mm和0.60mm筛号外,可以略有超出,但超出总量应小于5%。

②I区人工砂中0.15mm筛孔的累计筛余可以放宽到100, II区人工砂中0.15mm筛孔的累计筛余可以放宽到100~80,田区人工砂中0.15mm筛孔的累计筛余可以放宽到100~75。

如果砂的自然级配不合适,不符合级配区的要求,这时就要采用人工级配的方法来改善。最简单的措施是将粗、细砂按适当比例进行试配,掺合使用。

为调整级配,在不得已时,也可将砂加以过筛,筛除过粗或过细的颗粒。

配制混凝土时宜优先选用II区砂;当采用I区砂时,应提高砂率,并保持足够的水泥用量,以满足混凝土的和易性要求;当采用III区砂时,宜适当降低砂率,以保证混凝土的强度。对于泵送混凝士,宜选用中砂。