混凝土基礎(chǔ)知識(shí)完整教程(四)

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4. 粗細(xì)程度與顆粒級(jí)配。砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂粒混合體平均粒徑大小。通常用細(xì)度模數(shù)(Mx)表示,其值并不等于平均粒徑,但能較準(zhǔn)確反映砂的粗細(xì)程度。細(xì)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(jí)配是指不同粒徑的砂粒搭配比例。良好的級(jí)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(xì)顆粒填充,如此逐級(jí)填充使砂形成最密致的堆積狀態(tài),空隙率達(dá)到最小值,堆積密度達(dá)值。這樣可達(dá)到節(jié)約水泥,提高混凝土綜合性能的目標(biāo)。因此,砂顆粒級(jí)配反映空隙率大小。
    (1)細(xì)度模數(shù)和顆粒級(jí)配的測(cè)定。砂的粗細(xì)程度和顆粒級(jí)配用篩分析方法測(cè)定,用細(xì)度模數(shù)表示粗細(xì),用級(jí)配區(qū)表示砂的級(jí)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(biāo)準(zhǔn)篩,將500克干砂由粗到細(xì)依次過篩(詳見試驗(yàn)),稱量各篩上的篩余量 (g),計(jì)算各篩上的分計(jì)篩余率 (%),再計(jì)算累計(jì)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(cè)試和計(jì)算方法均相同,目前混凝土行業(yè)普遍采用該標(biāo)準(zhǔn)。)
    細(xì)度模數(shù)根據(jù)下式計(jì)算(精確至0.01):
    根據(jù)細(xì)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(xì)砂;Mx=1.5~0.7特細(xì)砂。
    砂的顆粒級(jí)配根據(jù)0.600mm篩孔對(duì)應(yīng)的累計(jì)篩余百分率A4,分成Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)三個(gè)級(jí)配區(qū)。級(jí)配良好的粗砂應(yīng)落在Ⅰ區(qū);級(jí)配良好的中砂應(yīng)落在Ⅱ區(qū);細(xì)砂則在Ⅲ區(qū)。實(shí)際使用的砂顆粒級(jí)配可能不完全符合要求,除了4.75mm和0.600mm對(duì)應(yīng)的累計(jì)篩余率外,其余各檔允許有5%的超界,當(dāng)某一篩檔累計(jì)篩余率超界5%以上時(shí),說明砂級(jí)配很差,視作不合格。
    以累計(jì)篩余百分率為縱坐標(biāo),篩孔尺寸為橫坐標(biāo),根據(jù)級(jí)區(qū)可繪制Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)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(jí)配優(yōu)劣。
    ② 計(jì)算細(xì)度模數(shù):
    ③ 確定級(jí)配區(qū)、繪制級(jí)配曲線:該砂樣在0.600mm篩上的累計(jì)篩余率A4=63.22落在Ⅱ級(jí)區(qū),其他各篩上的累計(jì)篩余率也均落在Ⅱ級(jí)區(qū)規(guī)定的范圍內(nèi),因此可以判定該砂為Ⅱ級(jí)區(qū)砂。
    ④ 結(jié)果評(píng)定:該砂的細(xì)度模數(shù)Mx=2.85,屬中砂;Ⅱ級(jí)區(qū)砂,級(jí)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(jí)區(qū)。但實(shí)際工程中往往出現(xiàn)砂偏細(xì)或偏粗的情況。通常有兩種處理方法:
    ① 當(dāng)只有一種砂源時(shí),對(duì)偏細(xì)砂適當(dāng)減少砂用量,即降低砂率;對(duì)偏粗砂則適當(dāng)增加砂用量,即增加砂率。
    ② 當(dāng)粗砂和細(xì)砂可同時(shí)提供時(shí),宜將細(xì)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(jí)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(xì)砂各自的細(xì)度模數(shù)及級(jí)配情況,通過試驗(yàn)和計(jì)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(duì)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(jì)量砂用量。
    ④ 濕潤(rùn)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(chǎng),特別是雨后常出現(xiàn)此種狀況,攪拌混凝土中計(jì)量砂用量時(shí),要扣除砂中的含水量;同樣,計(jì)量水用量時(shí),要扣除砂中帶入的水量。