商品預拌混凝土由多種原材料組成,包括水泥、水、砂、石、外加劑、摻和料等六大類,每種原材料都在混凝土里起到重要作用,對其各種性能有巨大的影響,這里豆芽重點談談砂石骨料的級配問題。
[1].定義分類
骨料一般是指混凝土中的砂、石等巖石顆粒原材料,也叫混凝土集料。顆粒的公稱直徑范圍普遍在 0.16~31.5mm之間,大體分為細骨料和粗骨料。細骨料即是砂子,粒徑范圍是5~0.16mm,并根據“細度模數μf” 可以細分為:
粗砂:
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uf=3.7-3.1
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中砂:
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uf=3.0-2.3
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細砂:
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uf=2.2-1.6
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特細砂:
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uf=1.5-0.7
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粗骨料 即是石子,粒徑在5~31.5mm,一般分類為大石子(16~31.5mm)、小石子(5~16mm)和中石子(10~25mm),具體稱呼各地有不同叫法;隨著行業不斷發展, 還有其他分類也在陸續加入,比如人工機制砂和可再生骨料等。
[2].基本情況
骨料是混凝土中的大宗耗材,普通混凝土的容重基本在2380kg/m3左右,其中的砂石用量一般可 達1800,所占到的比重在3/4以上,所以骨料在混凝土有著舉足輕重的作用。它相當于撐起人體的骨架,在混凝土中起到保持形狀、增加強度的作用。粗骨料 石子是“大體積”材料,是混凝土終凝硬化以后形成人造石材形狀的主要因素,主要提供強度,常用的石材有沉積巖類的石灰石和砂巖、火成巖類的花崗巖和綠輝 巖、變質巖的石英巖和片麻巖等;細骨料砂子的主要作用是填補大顆粒間空隙,與水泥形成砂漿潤滑骨料顆粒間的流動,改良砼料和易性,按來源可分河砂、山砂、 海砂等。
衡量骨料質量優劣的指標有許多種,比如砂子細度、石子壓碎值、含泥量、含粉量、表觀密度、針片狀含量、有害物含量、堅固性指標等等,其中最常用到的還有它們的篩分級配,這也是本文討論的主要范圍。
砂篩分的累計篩余、分計篩余及細度計算
篩孔尺寸(mm)
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篩余量(g)
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分計篩余(%)
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累計篩余(%)
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4.75
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m1
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α1= m1/m總
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β1=α1
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2.36
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m2
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α2= m2/ m總
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β2=β1 +α2
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1.18
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m3
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α3= m3/ m總
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β3=β2 +α3
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0.600
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m4
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α4= m4/ m總
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β4=β3 +α4
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0.300
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m5
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α5= m5/ m總
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β5=β4 +α5
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0.150
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m6
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α6= m6/ m總
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β6=β5 +α6
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篩底
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m底
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m總= m1+ m2+ m3+ m4+ m5+ m6+ m底
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細度
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μf=(β2+β3+β4+β5+β6-5β1 )/(100-β1)
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砂細度計算公式:μf=(β2+β3+β4+β5+β6-5β1 )/(100-β1) 在討論骨料級配級配之前,首先要清楚幾個相關概念,比如篩余量、分計篩余、累計篩余等,上面表1中 所說明的就是砂子篩分實驗中有它們之間的關系。做篩分實驗需要很多不同孔徑的試驗篩,細骨料一般是方孔篩,篩孔尺寸從大到小有:10.0、4.75、 2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mm幾個級別,做細度實驗時先用第一個篩子把粒徑超過10mm的砂粒過濾掉,然后用后六個篩子加上篩底 和篩蓋把500g干砂試樣搖振篩分,按要求得出每層篩子的“累計篩余β”就可以通過如下公式計算得出砂子的細度結果μf:
不僅如此,還能根據“分計篩余α”結合標準,判斷出試樣級配的整體分布情況,直觀的掌握骨料級配情 況。粗骨料石子的級配就是直接用“分計篩余α”來分析的。石子的篩分實驗過程和砂子大同小異,它使用的一般也是方孔篩,只是篩孔直徑大一些,從小到大 有:2.36、4、75、9.50、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5mm等幾個級別。
[3].骨料級配的現實問題
在商砼建材行業里,很長一段時間都是粗放式經營,許多企業認為,只要水泥有保證,砂、石是不用太多 考慮的,尤其對于骨料級配的問題沒有足夠的認識,甚至于不屑一顧。這也有事實上的一些原因,由于實際生產中,水泥一般是相對穩定的,只要配方按科學方法制 定出來,實踐中不必對水泥做過多的調劑,因此只要抓好水泥這一項,生產運營就顯得非常簡單,即是意味著老板只要請到一個好的總工解決好水泥配方一個問題就 萬事無憂了,整個生產中砂石骨料相關量是最需要頻繁調整的,如果連這個也太多考慮,那生產就變得非常復雜,需要增加大量的工作,這是企業管理者不愿看到的。
10年在福建一家規模較大的商砼公司時,附近有一家很小的攪拌站,那邊的技術負責人和這邊的技術員以前是同學,從他了解到一些關于那邊的生產情況。以前那邊對砂、石原材料的質量把關非常不嚴,沒有專業的實驗員,只有個收料的,憑眼睛粗略看看就行了,一些檢測實 驗,比如,泥粉含量、細度、壓碎值、針片狀含量基本不做,就更別提砂、石骨料的級配篩分實驗了。這些問題導致的結果就是預拌混凝土料經常和易性差、工地施 工困難、28d強度太低、成本太高,面臨行業淘汰出局的窘境。后來這位技術負責人上任之后重點解決了砂石骨料的劣質問題后,那家站的狀況才逐漸有所好轉。可是后 來發現和這邊的差距依然不小,即使用和這邊一樣的配方,選用優質的砂石骨料,但成本依然比這邊高出兩成多,企業競爭力必然無法超越了。先撇開生產控制、精 細化管理等因素,單是對骨料的級配優化控制就是那位技術負責人沒注意到的,而這就是所謂的“商業機密”了。
如前所述,正因為“實際生產中砂石骨料相關量是最需要頻繁調整的”,這就恰恰說明,骨料和粉劑一樣也是需要重點關注的,并且還是經常性的,一些企業最容易忽視的骨料級配問題,里面卻是大有文章。
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