混凝土基礎(chǔ)知識完整教程(四)

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4. 粗細程度與顆粒級配。砂的粗細程度是指不同粒徑的砂粒混合體平均粒徑大小。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?。籑x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。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,目前混凝土行業(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。
    ② 計算細度模數(shù):
    ③ 確定級配區(qū)、繪制級配曲線:該砂樣在0.600mm篩上的累計篩余率A4=63.22落在Ⅱ級區(qū),其他各篩上的累計篩余率也均落在Ⅱ級區(qū)規(guī)定的范圍內(nèi),因此可以判定該砂為Ⅱ級區(qū)砂。
    ④ 結(jié)果評定:該砂的細度模數(shù)Mx=2.85,屬中砂;Ⅱ級區(qū)砂,級配良好。可用于配制混凝土。
    (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:
    ① 當只有一種砂源時,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。
    ② 當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。
    5. 砂的含水狀態(tài)。砂的含水狀態(tài)有如下4種。
    ① 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。
    ② 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)。
    ③ 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。
    ④ 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。