骨材标准级配

骨料大小颗粒互相搭配的比例关系

级配是表示骨料大小颗粒互相搭配的比例关系。如果骨料级配适当，可减少填充骨料空隙的灰浆量，相应减少单位体积用水量和胶凝材料用量，拌和物也不易离析。

混凝土骨料

混凝土骨料是混凝土的重要组成部分，在混凝土中起骨架和填充的作用。通常分为细骨料和粗骨料两类，其中粒径小于4.75mm的骨料称为细骨料或砂，粒径大于4.75mm的骨料称为粗骨料或石子。

粗骨料按种类分为卵石、碎石、破碎卵石、卵石和碎石的拌合物。按粒径分为小石（5~20mm）、中石（20～40mm）、大石（40～80mm）、特大石（80～150mm），它们依次称为一、二、三、四级配，当与在混凝土配比中包含这四种级配时，称为全级配混凝土，把只包含一、二级配的混凝土称为小骨料混凝土，常用四级配骨料中小石：中石：大石：特大石的比例为2：2：3：3，三级配骨料中小石：中石：大石的比例为3：3：4，二级配骨料中小石：中石的比例为5.5：4.5。骨料的大小可川颗粒分配曲线（或称积分曲线）表示，颗粒分配曲线是颗粒平均尺寸的函数，它限定尺寸不得大于某一给定颗粒的百分数。20世纪初，W.B．FLillcr等美同学者经过人最试验工作，依靠筛分试验结果，提处最大密度的理想级配曲线。

细骨料

细骨料砂子的主要作用是填补大颗粒间空隙，与水泥形成砂浆润滑骨料颗粒间的流动，改良砼拌合料和易性，按砂来源可分河砂、山砂、海砂等。

衡量细骨料质量优劣的指标有多种，比如砂子细度、含泥量、表观密度、有害物含量、坚固性指标等等，其中最常用到的还有它们的筛分级配。

砂的颗粒级配是指不同粒径的砂粒搭配比例。良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充使砂形成最致密的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。这样可达到节约水泥、提高混凝土综合性能的目的。因此，砂颗粒级配可反映空隙率大小。细度模数和颗粒级配的测定：砂的粗细程度和颗粒级配用筛分析方法测定，用细度模数表示粗细，用级配区表示砂的级配。根据《建筑用砂》（GB/T14684--2001），筛分析是用一套孔径为5.00、2.50、1.25、0.630、0.315、0.160 mm的标准筛，将500克干砂由粗到细依次过筛，然后称量各筛上的筛余量（g），计算各筛上的分计筛余率（%），再计算累计筛余率（%）。（JGJ52采用的筛孑L尺寸为5.00、2.50、1.25、0.630、0.315及0.160 mm。其测试和计算方法均相同，目前混凝土行业普遍采用该标准。）细度模数根据下式计算（精确至0.01）：根据细度模数肘。大小将砂按下列分类：>3.7特粗砂；=3.1~3.7粗砂；=3.0~2.3中砂；=2.2～1.6细砂；=1.5～0.7特细砂。

在分析级配的前提下，首先要清楚几个相关概念，比如筛余量、分计筛余、累计筛余等，图1中所说明的就是砂子筛分实验中它们之间的关系。做筛分实验需要很多不同孔径的试验筛，细骨料一般是方孔筛，筛孔尺寸从大到小有：10.0、5.00、2.50、1.25、0.630、0.315、0.160 mm几个级别，做细度实验时先用第一个筛子把粒径超过10 mm的砂粒过滤掉，然后用后六个筛子加上筛底和筛盖把500 g干砂试样摇振筛分，按要求得出每层筛子的“累计筛余卢”就可以通过如下计算式得出砂子的细度结果：

砂细度计算：

不仅如此，还能根据“分计筛余”结合图1中所示的标准，判断出试样级配的整体分布情况，进一步绘制级配分布图，这样就能更直观地掌握骨料级配情况。

我们可以通过绘制级配曲线图来分析，中砂的合理级配应该在图中两条黑线之间的Ⅱ区域，这样的细骨料级配是符合要求的；如果筛分结果处于Ⅰ区，说明砂子偏细，这样就应当减少砂子用量，即降低砂率，同时增加粗砂减少细砂；如果处于Ⅲ区，则砂偏粗，这时应当提高砂率，同时减少粗砂增加细砂。骨料都偏细，有可能使砼料坍损变大、泌水增加，而偏粗的则会使砼料粘聚性变差、坍落度减小，所以实际生产过程中，要努力处理好骨料的级配优化组合，使细骨料尽量符合图2中的Ⅱ区级配范围，使粗骨料务必按照图2中要求的级配进行选取，保证原料和产品都发挥出最佳性能。

粗骨料

粗骨料石子的级配就是直接用“分计筛余”来分析的。石子的筛分实验过程和砂子大同小异，它使用的一般也是方孔筛，只是筛孔直径大一些，从小到大有：2.50、5.00、10.0、16.0、20.0、25.0、31.5、40.0 mm等几个级别。

实验

1．仪器设备

(1)试验筛——孔径为100、80.0、63.0、50.0、40.0、31.5、25.0、20.0、16.0、10.0、5.00和2.50 mm的方孔筛，以及筛的底盘和盖子各一只，其规格和质量要求应符合GB6003—85《试验筛》的规定（筛框内径均为300 mm）；

(2)天平或案秤——精确至试样量的0.1%左右；

(3)烘箱——能使温度控制在（105±5）℃；

(4)浅盘、毛刷。

2．试样的制备应符合下列规定：

试验前，用四分法将试样缩分至略重于表图3所规定的试样所需量，烘干或风干后备用。

（注：公称粒径的上限为该粒级的最大粒径。）

四分法：土壤采样时，一般每个混合样品约需一公斤左右，如果样品取得过多，可用四分法将多余的土壤弃去。四分法的做法是：将采集的土壤样品放在干净的塑料薄膜上弄碎，混合均匀并铺成四方形，划分对角线，分成四份，保留对角的两份，其余两份弃去，如果保留的土样数量仍很多，可再用四分法处理，直至对角的两份达到所需数量为止。

3．筛分析试验应按下列步骤进行：

(1)按规定称取试样；

(2)将试样按筛孔大小顺序过筛，当每号筛上筛余层的厚度大于试样的最大粒径值时，应将该号筛上的筛余分成两份，再次进行筛分直至各筛每分钟的通过量不超过试样总量的0.1%；（注：当筛余颗粒的粒径大于20 mm时在筛分过程中允许用手指拨动颗粒）；

(3)称取各筛筛余的重量精确至试样总重量的0.1%。在筛上的所有分计筛余量和筛底剩余的总和与筛分前测定的试样总量相比，其相差不得超过1%。

4．筛分析试验结果应按下列步骤计算：

(1)由各筛上的筛余量除以试样总重量计算得出该号筛的分计筛余百分率（精确至0.1%）；

(2)每号筛计算得出的分计筛余百分率与大于该筛筛号各筛的分计筛余百分率相加，计算得出其累计筛余百分率（精确至0.1%）；

(3)根据各筛的累计筛余百分率评定该试样的颗粒级配。

结果说明及意义

不管是细骨料砂也好，粗骨料石也罢。骨料的级配对混凝土的和易性、经济性有很大的影响，直接影响到混凝土的强度、抗渗、抗冻、抗腐蚀性、耐久性。较好的骨料级配应当是：空隙率小，以减少水泥用量并保证密实度；总表面积小，以减少湿润骨料表面的需水量和胶凝材料的用量；有少量的细颗粒以满足和易性的要求。石子的级配有两种：即连续级配和间断级配。关于级配对混凝土的影响，人们通过长期实验和使用经验及历史数据来看，连续级配和间断级配均对混凝土的性能有较大的影响。因此，在不具备连续级配的碎石时，可以采用间断级配。颗粒级配越好，空隙率越小。

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