特別策劃：如何很好地將骨料級配

特別策劃：如何很好地將骨料級配

編者按：良好的骨料級配，有利于混凝土質量的控制，同時也有利于降低生產成本；骨料級配不好，有可能導致膠凝材料用量增加，也有可能導致和易性、強度方面的負面作用發生。不同級配的砂石在入場及使用時如何進行重新組合，以實現最佳的生產級配，是企業面臨的難題。因此，本期將請業內專家和相關技術人員針對“如何對到廠砂石進行有效組合以實現最佳級配？砂石級配對混凝土質量及成本的影響有多少？”等問題進行討論。

戴鎮潮（武警水電第二總，退休高級工程師）

“不同級配的砂石在入場及使用時如何進行重新組合，以實現最佳的生產級配”恐怕是難以進行的。砂石最佳的級配應在確定混凝土成分配合時加以確定。在混凝土生產時，是要控制砂石級配和預定的最佳級配盡量相近（相同難以做到）。主要應控制：

1 砂子細度模數附合預定要求

砂子級配無法控制，也無需控制，只要控制細度模數穩定即可。一般要求控制在預定的 ±0.2 范圍內，能做到在預定的 ±0.1 范圍內更好。人工砂生產通過控制原料粒徑和進料量可控制細度模數穩定，所以使用人工砂控制細度模數穩定比較容易；天然砂的細度模數變化較大，控制細度模數穩定比較困難。當天然砂的細度模數比預定要求偏細（或偏粗）0.2 以上時，應同時購進偏粗（或偏細）的天然砂，在混凝土配料稱量時，按一定比例分別稱量，使混合成預定要求細度模數，這就是將砂子分成粗細兩級進行配合；也可按實際細度模數重新確定混凝土成分配合：細度模數比預定要求偏細時，減少砂子用量，細度模數比預定要求偏粗時，增加砂子用量。

2 石子不能過分分離

石子分離使級配變化，混凝土流動性等將難以穩定。石子上、下分級粒徑之比稱為“粒度比”，過大，石子大、小顆粒粒徑相差大，越容易分離，一般要求不大于 2?，F在商品混凝土常用的“統料”（有的稱“連續級配”不確切）粒徑為 5～25mm 或 5～30mm，“粒度比”達 5 或 6，顯然偏大，容易分離。應分成 2 級：5～10mm 和 10～25mm，或5～10mm 和 10～30mm，于是將顯著降低 “粒度比”，分離情況將大大減輕，在確定混凝土成分配合時確定兩級的比例即級配，在混凝土配料稱量時，按此比例分別稱量，就可保證石子級配大體穩定；或建議索性剔除其中的 5～10mm 顆粒，只生產或購進 10～25mm 或 10～30mm 石子，使“粒度比”減小為 2.5 或 3.0（比 2.0 稍大），除可減輕分離外，還因與砂子（小于 5mm）形成間斷級配（不連續級配），砂漿不受 5～10mm 顆粒的阻礙，可較順利、有效地填充石子空隙，可提高混凝土流動性，在保持流動性不變時，可降低用水量和膠凝材料用量。

劉世濤（滄州市政華通混凝土公司，總工）

混凝土集料分為細集料和粗集料。細集料指粒徑小于4.75mm 的巖石顆粒，包括河砂、山砂、海砂、人工砂等。傳統的采砂過程比較粗放，技術含量低，生產規模小，布局不合理，私挖亂采，造成嚴重浪費，大量尾礦亂堆亂放，污染農田。經過十幾年高速建設，造成現階段優質天然砂匱乏。為保護環境，大部分地區限制天然砂的開采，有的地區甚至禁止開采。攪拌站進場的天然砂細度不是太粗就是太細，不適應現代混凝土施工的要求。于是人們又把目光轉向了人工砂。但人工砂也有很大的缺點：顆粒棱角多、石粉含量多，生產的混凝土流動性不良，而且生產環境揚塵大，不利于環境保護。針對現狀，不同規模的攪拌站采取不同的策略：中小型攪拌站可采取粗細砂按一定比例搭配使用，針對不同施工部位、不同強度等級，調整不同的搭配比例，滿足混凝土施工和性能要求。大型攪拌站可自建機制砂生產線，生產不同細度模數的機制砂，同時也可以和較細的天然砂搭配使用，減少石粉含量，彌補人工砂細顆粒不足的缺陷，滿足不同的混凝土施工要求。

粗集料指粒徑大于 4.75mm 的巖石顆粒，分為卵石和碎石。傳統的加工方式比較簡單，經過簡單的破碎和篩分后就進行銷售。經過改革開放至今的大規模建設，大量的礦山被開采殆盡。隨著人們環境保護意識的提高，國家對礦山的開采行為進行限制，造成粗集料供應緊張?；炷翑嚢枵緦Υ旨系馁|量沒有發言權，進場材料質量很難保證。對于中小攪拌站，采購不同規格的單粒級粗集料，這樣在運輸和堆放過程中不易離析。在使用時分倉存放和計量，試驗室可通過試驗來確定最佳的集料級配，然后由混凝土生產部門調配成連續粒級的粗集料。各單粒級集料粒徑變化時可方便的進行調整，滿足不同的要求。有實力的大型攪拌站可對進場的粗集料進行二次整形處理，減少針片狀顆粒含量，調整顆粒級配滿足混凝土的要求，加工后的尾礦可生產人工砂，滿足自用的需求。

通過試驗調配合適的集料級配，同時利用尾礦及石粉可降低生產成本，形成新的利潤增長點。

王二強（中國建材檢驗認證集團廈門宏業有限公司，高工）

骨料在混凝土中所占的體積達 60%～80%。骨料的顆粒級配對于混凝土的性能有著很大的影響：水灰比一定的條件下，硬化混凝土的強度與骨料的級配是無關的。對于新拌混凝土，骨料級配直接影響到其和易性，從而影響到硬化混凝土的強度及耐久性等性質。因而，選取合適的骨料級配對于新拌混凝土和硬化混凝土均十分重要。

單粒級粗骨料盡量不使用，當采用單粒級粗骨料時，應采用幾種單粒級骨料復配使用，盡量復配成連續級配骨料，復配方式可采用公式計算，并調整。

若單粒級骨料粒徑相差 3 個以上篩號時，可采用密實堆積法（干容重）。

細骨料中，當無法采用中砂時，應盡量采用粗砂與細砂搭配使用，通過篩分試驗確定中砂和粗砂的搭配比例。測試其干容重，根據容重和篩分數據選擇合理的搭配比例。

機制砂和河砂搭配使用時，一般機制砂在細骨料中的比例不超過 60%，二者搭配使用應特別注意的是細骨料中石粉含量和含泥量。

從教育屬性看，“教育具有上層建筑與生產力的雙重屬性與雙重職能” [8]81-86。對高職院校來說，人才培養的思想性和技術技能的應用性至關重要。要把握辦學定位，遵循高職辦學規律，“踐行以學生為主體、以實踐為主線、以提高實踐能力為目的的職業教育辦學宗旨”[9]。

合理的砂石級配——砂率不應根據各個標準中給定的數值范圍選擇，應采用試驗確定?？山梃b ACI 的一些方法，采用搗實容重法及混凝土配合比試配確定最佳的砂率。

王冬（建筑材料工業技術情報研究所，工程師）

混凝土的質量與許多因素相關，將其他影響因素確定后，才能單獨分析粗細集料的級配對混凝土性能的影響問題。在其他影響因素不變的情況下，對于級配的有效控制，可以提高新拌混凝土的和易性，并且能夠提高硬化混凝土的強度，降低混凝土成本。攪拌站追求的粗細集料級配的理想情況就是最低的孔隙率，即集料最緊密堆積。

在攪拌站日常生產中，粗細集料由專門的生產單位供應。攪拌站對粗細集料的理想要求是保證達到標準規定的性能指標的基礎上，能夠維持級配穩定，減少大幅度波動，這樣有利于生產中混凝土質量的控制。但由于粗細集料供應廠家砂石篩子的磨損等原因，很可能會造成粗細集料在供應時會隨著時間的推移，變得越來越粗，因此，攪拌站在發現粗細集料出現異常變化時應與供應廠家及時溝通，提醒他們嚴格控制，檢查問題原因。砂子平時的變化波動要大于石子的變化，所以要加強對砂子的控制。攪拌站可以平時儲備部分細砂和粗砂，當出現供貨變化時，可以按比例搭配使用，達到混合后的砂子細度模數與配合比設計時的數值接近的目的?；旌洗钆浔壤蓞⒖枷率剑?/p>

K1＝(μf－μf2)/( μf1－μf2)×100%

K2＝(μf1－μf)/( μf1－μf2)×100%

其中：K1——粗砂的混合比例；

μf——計劃達到的砂的細度模數；

μf1——粗砂的細度模數；

μf2——細砂的細度模數。

使用以上公式搭配使用砂子時，需要進行混合后砂子的細度檢測，并進行混凝土的性能試驗。

計海霞（合肥國力混凝土有限公司，總工）

隨著政府對于資源的保護和采取有選擇地開采，很多地方能買到砂石滿足生產就已經不錯了，出現了砂石供不應求的場景，原材料價格上漲，質量良莠不齊、來源不一、集料級配亦有較大不同，根本不給混凝土技術人選擇的余地。讓很多技術人員形成“給什么菜做什么樣飯”的思想。

根據上述現實情況，整個混凝土行業從業人員都在反映集料級配不好，出現混凝土和易性、流動性、粘聚性、保水性、混凝土離析等質量問題。

如何更好地將集料繼配調整到最佳狀態保證混凝土的工作性和強度，在此淺談一下本人的調整思路，僅供參考。提高減水劑的減水率，降低混凝土水膠比來解決集料所帶來的上述缺陷。業界人士都知道適當提高減水劑的減水率能降低一部分用水量，在水膠比減小時，混凝土拌合物稠度提高，水泥砂漿密度也相對提高，阻止了碎石下沉，解決了混凝土發生離析和強度等問題的發生。同時應利用當地的工業副產品來解決粗細集料級配問題，例如石屑，制造機制砂的石灰石石粉、鋼廠的尾礦等，盡可能把集料調整到理想狀態。先對粗細集料做篩分試驗，繪制級配曲線圖，按照不同比例摻加粗細集料，繪制混合集料的級配最佳曲線及摻加比例。這時集料孔隙率最小，需要膠凝材料最少，改善混凝土拌合物和易性等性能在最佳狀態，同時做到了既經濟又能保證質量配合比。

崔鑫（山東建澤混凝土有限公司，工程師）

級配是各級粒徑顆粒的分配情況，對于混凝土而言，有狹義級配和廣義級配之分。狹義級配指混凝土中石與砂混合的級配，此級配對于混凝土質量控制、成本控制、工作性能等有重要影響。廣義級配指混凝土中石、砂、膠材或石、砂、粉煤灰、水泥、礦粉等混合的級配，此級配對于混凝土力學性能、耐久性能等有重要影響。

級配的評價，又可分為經濟級配和性能級配。經濟級配是指在保證混凝土性能指標符合設計要求的前提下，使混凝土原材料組成或生產、施工成本最低的級配。性能級配是指在保證混凝土成本可接受的前提下，混凝土綜合性能指標最優的級配。

通常情況下，預拌混凝土企業更看重經濟級配，即在保證混凝土施工正常、性能達標的前提下，能使混凝土成本盡量降低、利潤盡量提高的級配就是良好級配?？蒲性核粗匦阅芗壟?，即在混凝土成本能夠被使用者接受或不考慮混凝土成本的前提下，能使混凝土綜合性能或某項性能達到設計要求的級配就是良好級配。

對于實際應用或終歸要實際應用的混凝土而言，應綜合考慮經濟級配與性能級配，能使兩者間達到平衡時級配才為良好級配。在現實情況下，應加強混凝土配合比的優化試驗，根據混凝土原材料實際情況確定混凝土配合比，以使混凝土的經濟性、耐久性最優。