混凝土細骨料試驗中砂細度模數問題研究

天津城建大學，天津 300384

某建筑工程在砼骨料勘測過程中，將細骨料細度模數作為砂質量衡量的主要指標及混凝土和易性、抗滲性及經濟指標判斷依據。在500g 砂樣顆粒級配試驗中，天然狀態下5.0mm、2.50mm、1.18mm、0.53mm、0.16mm、0.32mm篩孔分計百分數分別為24.6%、37.6%、57.1%、69.5%、73.3%。本文對該建筑工程在混凝土細骨料試驗中關于砂細度模數問題進行了簡單的分析，具體如下：

1 混凝土細骨料細度模數概述

砂細度模數是混凝土細骨料中砂粗細程度的衡量標準。在混凝土拌合比例設計階段，依據砂細度模數大小，可進行砂率調整及單位用水量設計，從而保證混凝土整體拌合稠度符合要求。根據混凝土砂細度模數變化，其主要可分為粗砂、中砂、細砂、特細砂兩種類型。

表1 混凝土細骨料細度模數

2 混凝土細骨料試驗中砂細度模數分析

2.1 混凝土細骨料細度模數計算方法

砂細度模數主要由美國在20 世紀初期提出，其并沒有確切的度量單位及物理意義，是砼細骨料質量指標的主要評價模塊。在砂細度模數計算過程中，需要選擇不同細度模數的砂，依照一定的配比等級劃分之后，結合摻量百分比加權計算，可得出對應砂細度模數。或者選擇細度模數大小不一的砂，通過具體實驗獲得不同狀態下砂分級篩余百分比，然后將分級篩百分比依照具體混合比例進行加權審計，再依據細度模數計算公式得出混凝土總體細度模數。通過對混凝土細骨料砂細度模數計算公式可得出，在混凝土拌合比試驗中，混合料細度模數與組織砂細度模數并沒有線性聯系，因此采用單一細度模數計算方法并不能有效確定最終計算數值的準確性［1］。因此在實際試驗過程中可依照《建筑用砂》的相關規定，進行不同細度模數機制砂篩分試驗。

2.2 混凝土細骨料砂細度模數試驗設計

現行《規程》中，要求的建筑砂料顆粒級拌合試驗方法主要為：稱取砂烘干料500g，然后依據篩孔要求，進行套篩的依次排列。本次試驗對象主要為標準天然砂，選擇5.0kg 天然砂，將其分批次放置在烘干設備中，110℃恒溫24h。在其冷卻至常溫后，可進行天然砂質量的稱量。在天然砂稱量完畢后，可將其再次放置在烘干設備中，恒定110℃，24h。在其冷卻后可進行再次稱量，若兩次稱量質量變化幅度在0.10%以內，則可確定該稱量砂土含水量合格，反之則需要再次烘干測量。將烘干沙土分為2 組，每組500g，分別標號-1、-2，并采用圓孔篩及方孔篩兩種篩分模式。其中圓孔篩篩分孔洞為5mm、2.50mm、1.18mm，而方孔篩篩分孔洞為0.53mm、0.16mm、0.32mm。在每次篩分作業中，應控制每個級別篩孔每分鐘通過砂樣總量在0.10%以下。在篩分試驗設備中，需要進行連續5min 篩分，并進行試驗數據記錄，隨后再重新篩分稱量，若兩次稱量數值在0.10%以下，則表明篩分良好。

然后將砂重新收集并隨機編號，分為天然狀態下、含泥量為0 時兩種情況，每個類別10 組。天然狀態下編號為-1 到-10，放置在110℃恒定烘干設備中維持24 小時并降至常溫；而含泥量為0 時，主要編號為1-10，其需要采用同樣的方法烘干晾至常溫后，再采用篩分、水沖等措施，降低砂中含泥量［2］。

2.3 混凝土細骨料砂細度模數設計實施

依據混凝土細骨料試驗中砂細度模數計算方法，則可以得出在天然狀態下，中砂細度模數為［（24.6+37.6+57.1+69.5+73.3）-5×0］/100-0=2.626，這一砂細度模數數值屬于中等砂范圍內，與天然建筑材料對砼用砂技術標準相符。但是由于該人工砂含泥量試驗結構在0.08mm 以下，其粒徑含量在32.0%以上，并沒有的達到《天然建筑材料勘測規程》的相關要求，因此依據相關要求，可在該砂料細度模數計算過程中，忽略砂細度模數在0.08mm 以下的可能，即在實際砂細度模數計算過程中，設定粒徑在0.08mm 以上的篩分土重一定，則含泥量為0 時，5.0mm 篩孔、2.50mm 篩孔、1.18mm、0.53mm、0.16mm、0.32mm 篩孔分計百分數分別為30.5%、47.6%、74.3%、89.1%、95.3%。試樣總量為：500g-100g（＜0.08mm砂重量）=400g。在砂含泥量為0 時的細骨料細度模數計算過程中，其細度模數為：［（30.5+47.6+74.3+89.1+95.3）-5×0］/100-0=3.37。

由于該細度模數在粗砂范圍內，相較于天然狀態下，砂細度模數值2.626 而言，整體粒徑在標準砼用砂技術要求內，且含泥量在3.0%以下。由于篩分分析法并不能保證每個級別的砂含泥量顆粒篩凈，而部分細度在0.08mm 一下的砂仍然粘附在局部工程中，這種情況下，就需要綜合采用篩分+水沖洗的方法，進一步降低砂含泥量，便于砼拌合稠度與標準要求相符。在水沖法實施完畢之后，將相關砂樣烘干并進行顆粒級配試驗，可得出其細度模數為=［（47.9+65.6+50.8+91.8+96.4）-5×0］/100-0=3.888。此細度模數雖然在粗砂范圍以外，但是其平均粒徑為0.569，與標準技術要求相符［3］。

3 總結

綜上所述，相較于分計篩余計算法，細度模數計算法準確率較高且實際誤差較小，可在兩種或多種砂混合細度模數計算中發揮良好的效益。因此在土木工程施工勘測環節，相關施工人員需依據前期含泥量設置情況，進行砂樣注水清洗，控制細骨料砂含泥量在3.0%以下。并在顆粒級配比試驗中，將沖洗過的砂顆粒納入總體重量中，依此為依據進行工程細骨料砂顆粒級配試驗，保證整體細骨料運用效益。