表4-4砂的颗粒级配区范围 累计筛余(%) 筛孔尺寸(mm) Ⅱl区 Ⅲ区 10.0 4.75 10~0 10~0 10~0 2.36 35~5 25~0 15~0 1.18 65~35 50~10 25~0 0.600 85~71 70~41 40~16 0.300 95~80 92~70 85~55 0.150 100~90 00~90 100~90 孔尺寸(mm) 图4-2砂级配曲线图 [例4-1]某工程用砂,经烘干、称量、筛分析,测得各号筛上的筛余量列于表45。试评定该砂的粗细程度 (Mx)和级配情况 表4-5筛分析试验结果 「筛孔尺寸(mm)4752361180.600300050底盘 筛余量(g)28557673115661185555 9.7499.5 [解]①分计筛余率和累计筛余率计算结果列于表46 表4-6分计筛余和累计筛余计算结果 a1 a2 a3 分计筛余率(%) 5.7111.53146331.3523.72 11.11 累计筛余率(%) A1 A2 A3 A4
表 4-4 砂的颗粒级配区范围 筛孔尺寸（mm） 累计筛余（％） Ⅰ 区 Ⅱ 区 Ⅲ 区 10.0 0 0 0 4.75 10～0 10～0 10～0 2.36 35～5 25～0 15～0 1.18 65～35 50～10 25～0 0.600 85～71 70～41 40～16 0.300 95～80 92～70 85～55 0.150 100～90 100～90 100～90 图 4-2 砂级配曲线图 [例 4-1] 某工程用砂，经烘干、称量、筛分析，测得各号筛上的筛余量列于表 4-5。试评定该砂的粗细程度 （Mx）和级配情况。 表 4-5 筛分析试验结果 筛孔尺寸（mm） 4.75 2.36 1.18 0.600 0.300 0.150 底 盘 合 计 筛余量（g） 28.5 57.6 73.1 156.6 118.5 55.5 9.7 499.5 [解] ① 分计筛余率和累计筛余率计算结果列于表 4-6。 表 4-6 分计筛余和累计筛余计算结果 分计筛余率（%） a1 a2 a3 a4 a5 a6 5.71 11.53 14.63 31.35 23.72 11.11 累计筛余率（%） A1 A2 A3 A4 A5 A6
5.7117.2431.876322869498.05 ②计算细度模数: Mx=(冯+鸟+A4+鸟+4)-5A 00-A1 (724+3187+63228694+9805)-5×571=285 100-571 ③确定级配区、绘制级配曲线:该砂样在0600mm筛上的累计筛余率A4=6322落在Ⅱ级区,其他各筛 上的累计筛余率也均落在Ⅱ级区规定的范围内,因此可以判定该砂为Ⅱ级区砂。级配曲线图见4-3 ④结果评定:该砂的细度模数Mx=2.85,属中砂;Ⅱ级区砂,级配良好。可用于配制混凝土 8叫过细区 试险曲线 想 砂区 I区 筛孔尺寸(mm 图4-3级配曲线 (2)砂的掺配使用。 配制普通混凝土的砂宜为中砂(Mx=23~30),Ⅱ级区。但实际工程中往往出现砂偏细或偏粗的情况 通常有两种处理方法 ①当只有一种砂源时,对偏细砂适当减少砂用量,即降低砂率:对偏粗砂则适当增加砂用量,即增加 ②当粗砂和细砂可同时提供时,宜将细砂和粗砂按一定比例掺配使用,这样既可调整M,也可改善 砂的级配,有利于节约水泥,提高混凝土性能。掺配比例可根据砂资源状况,粗细砂各自的细度模数及级 配情况,通过试验和计算确定 5.砂的含水状态。砂的含水状态有如下4种,如图44所示
5.71 17.24 31.87 63.22 86.94 98.05 ② 计算细度模数： ③ 确定级配区、绘制级配曲线：该砂样在 0.600mm 筛上的累计筛余率 A4=63.22 落在Ⅱ级区，其他各筛 上的累计筛余率也均落在Ⅱ级区规定的范围内，因此可以判定该砂为Ⅱ级区砂。级配曲线图见 4-3。 ④ 结果评定：该砂的细度模数 Mx=2.85，属中砂；Ⅱ级区砂，级配良好。可用于配制混凝土。 图 4-3 级配曲线 （2）砂的掺配使用。 配制普通混凝土的砂宜为中砂（Mx=2.3～3.0），Ⅱ级区。但实际工程中往往出现砂偏细或偏粗的情况。 通常有两种处理方法： ① 当只有一种砂源时，对偏细砂适当减少砂用量，即降低砂率；对偏粗砂则适当增加砂用量，即增加 砂率。 ② 当粗砂和细砂可同时提供时，宜将细砂和粗砂按一定比例掺配使用，这样既可调整 Mx，也可改善 砂的级配，有利于节约水泥，提高混凝土性能。掺配比例可根据砂资源状况，粗细砂各自的细度模数及级 配情况，通过试验和计算确定。 5. 砂的含水状态。砂的含水状态有如下 4 种，如图 4-4 所示
a绝千状态b气干状态c饱和面千状态d湿润状态 图44骨料含水状态示意图 ①绝干状态:砂粒内外不含任何水,通常在105±5℃条件下烘干而得。 ②气干状态:砂粒表面干燥,内部孔隙中部分含水。指室内或室外(天晴)空气平衡的含水状态,其 含水量的大小与空气相对湿度和温度密切相关 ③饱和面干状态:砂粒表面干燥,内部孔隙全部吸水饱和。水利工程上通常采用饱和面干状态计量砂 用量。 ④湿润状态:砂粒内部吸水饱和,表面还含有部分表面水。施工现场,特别是雨后常出现此种状况, 搅拌混凝土中计量砂用量时,要扣除砂中的含水量:同样,计量水用量时,要扣除砂中带入的水量 粗骨料 颗粒粒径大于5mm的骨料为粗骨料。混凝土工程中常用的有碎石和卵石两大类。碎石为岩石(有时 采用大块卵石,称为碎卵石)经破碎、筛分而得:卵石多为自然形成的河卵石经筛分而得。通常根据卵石 和碎石的技术要求分为I类、Ⅱ类和Ⅲ类。I类用于强度等级大于c60的混凝土:Ⅱ类用于C30~c60的 混凝土:Ⅲ类用于小于c30的混凝土。 粗骨料的主要技术指标有 有害杂质。与细骨料中的有害杂质一样,主要有粘土、硫化物及硫酸盐、有机物等。根据《建筑用 卵石、碎石》(GB丌T14685-2001),其含量应符合表4-7的要求。JGJ53《普通混凝土用碎石和卵石质量 标准及检验方法》也作了相应规定 表4-7碎石或卵石中技术指标 指标 项目 类Ⅱ类Ⅲ类 含泥量(按质量计),% <0.51.01.5 粘土块含量(按质重量计), 0.50.7 硫化物与硫酸盐含量(以SO3重量计),% 1.0 有机物含量(用比色法试验) 合格合格合格 针片状(按质量计) 坚固性质量损失,% 碎石压碎指标 <10
图 4-4 骨料含水状态示意图 ① 绝干状态：砂粒内外不含任何水，通常在 105±5℃条件下烘干而得。 ② 气干状态：砂粒表面干燥，内部孔隙中部分含水。指室内或室外（天晴）空气平衡的含水状态，其 含水量的大小与空气相对湿度和温度密切相关。 ③ 饱和面干状态：砂粒表面干燥，内部孔隙全部吸水饱和。水利工程上通常采用饱和面干状态计量砂 用量。 ④ 湿润状态：砂粒内部吸水饱和，表面还含有部分表面水。施工现场，特别是雨后常出现此种状况， 搅拌混凝土中计量砂用量时，要扣除砂中的含水量；同样，计量水用量时，要扣除砂中带入的水量。 三、粗骨料 颗粒粒径大于 5mm 的骨料为粗骨料。混凝土工程中常用的有碎石和卵石两大类。碎石为岩石（有时 采用大块卵石，称为碎卵石）经破碎、筛分而得；卵石多为自然形成的河卵石经筛分而得。通常根据卵石 和碎石的技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。Ⅰ类用于强度等级大于 C60 的混凝土；Ⅱ类用于 C30～C60 的 混凝土；Ⅲ类用于小于 C30 的混凝土。 粗骨料的主要技术指标有： 1. 有害杂质。与细骨料中的有害杂质一样，主要有粘土、硫化物及硫酸盐、有机物等。根据《建筑用 卵石、碎石》（GB/T14685-2001），其含量应符合表 4-7 的要求。JGJ53《普通混凝土用碎石和卵石质量 标准及检验方法》也作了相应规定。 表 4-7 碎石或卵石中技术指标 项 目 指标 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 含泥量（按质量计），% ＜ 0.5 1.0 1.5 粘土块含量（按质重量计），% ＜ 0 0.5 0.7 硫化物与硫酸盐含量（以 SO3重量计），% ＜ 0.5 1.0 1.0 有机物含量（用比色法试验） ＜ 合格 合格 合格 针片状（按质量计），% ＜ 5 15 25 坚固性质量损失，% ＜ 5 8 12 碎石压碎指标， ＜ 10 20 30
卵石压碎指标 16 2.颗粒形态及表面特征。粗骨料的颗粒形状以近立方体或近球状体为最佳,但在岩石破碎生产碎石的过程 中往往产生一定量的针、片状,使骨料的空隙率增大,并降低混凝土的强度,特别是抗折强度。针状是指 长度大于该颗粒所属粒级平均粒径的24倍的颗粒:片状是指厚度小于平均粒径04倍的颗粒。各别类粗 骨料针片状含量要符合表4-7的要求。 粗骨料的表面特征指表面粗糙程度。碎石表面比卵石粗糙,且多棱角,因此,拌制的混凝土拌合物流 动性较差,但与水泥粘结强度较高,配合比相同时,混凝土强度相对较高。卵石表面较光滑,少棱角,因 此拌合物的流动性较好,但粘结性能较差,强度相对较低。但若保持流动性相同,由于卵石可比碎石少用 适量水,因此卵石混凝土强度并不一定低 3.粗骨料最大粒径。混凝土所用粗骨料的公称粒级上限称为最大粒径。骨料粒径越大,其表面积越小 通常空隙率也相应减小,因此所需的水泥浆或砂浆数量也可相应减少,有利于节约水泥、降低成本,并改 善混凝土性能。所以在条件许可的情况下,应尽量选得较大粒径的骨料。但在实际工程上,骨料最大粒径 受到多种条件的限制:①最大粒径不得大于构件最小截面尺寸的14,同时不得大于钢筋净距的314。②对 于混凝土实心板,最大粒径不宜超过板厚的1/3,且不得大于40mm。③对于泵送混凝土,当泵送高度在 50m以下时,最大粒径与输送管内径之比,碎石不宜大于1:3:卵石不宜大于1:25。④对大体积混凝土(如 混凝土坝或围堤)或疏筋混凝土,往往受到搅拌设备和运输、成型设备条件的限制。有时为了节省水泥 降低收缩,可在大体积混凝土中抛入大块石(或称毛石),常称作抛石混凝土 4.粗骨料的颗粒级配。石子的粒级分为连续粒级和单位级两种。连续粒级指5mm以上至最大粒径 mmax,各粒级均占一定比例,且在一定范围内。单粒级指从12最大粒径开始至Dma。单粒级用于组成 具有要求级配的连续粒级,也可与连续粒级混合使用,以改善级配或配成较大密实度的连续粒级。单粒级 般不宜单独用来配制混凝土,如必须单独使用,则应作技术经济分析,并通过试验证明不发生离析或影 响混凝土的质量。 石子的级配与砂的级配一样,通过一套标准筛筛分试验,计算累计筛余率确定。根据GB丌T14685,碎 石和卵石级配均应符合表48的要求。JGJ53的要求与此相似 表4-8碎石或卵石的颗粒级配范围 /4/ 累计筛余(%) 粒级 筛孔尺寸(方孔筛)(mm) (mm)2.3647595016019。026531.537.553063075090 95~80 5~10 0~150 100100 95~85~30~ 5~16 0~100 连续 10010060 -|--|-|-1 粒级 5~2095~90~40~ 0~100 95~90~ 5~25 0~50 100100
卵石压碎指标， ＜ 12 16 16 2. 颗粒形态及表面特征。粗骨料的颗粒形状以近立方体或近球状体为最佳，但在岩石破碎生产碎石的过程 中往往产生一定量的针、片状，使骨料的空隙率增大，并降低混凝土的强度，特别是抗折强度。针状是指 长度大于该颗粒所属粒级平均粒径的 2.4 倍的颗粒；片状是指厚度小于平均粒径 0.4 倍的颗粒。各别类粗 骨料针片状含量要符合表 4－7 的要求。 粗骨料的表面特征指表面粗糙程度。碎石表面比卵石粗糙，且多棱角，因此，拌制的混凝土拌合物流 动性较差，但与水泥粘结强度较高，配合比相同时，混凝土强度相对较高。卵石表面较光滑，少棱角，因 此拌合物的流动性较好，但粘结性能较差，强度相对较低。但若保持流动性相同，由于卵石可比碎石少用 适量水，因此卵石混凝土强度并不一定低。 3. 粗骨料最大粒径。混凝土所用粗骨料的公称粒级上限称为最大粒径。骨料粒径越大，其表面积越小， 通常空隙率也相应减小，因此所需的水泥浆或砂浆数量也可相应减少，有利于节约水泥、降低成本，并改 善混凝土性能。所以在条件许可的情况下，应尽量选得较大粒径的骨料。但在实际工程上，骨料最大粒径 受到多种条件的限制：①最大粒径不得大于构件最小截面尺寸的 1/4，同时不得大于钢筋净距的 3/4。②对 于混凝土实心板，最大粒径不宜超过板厚的 1/3，且不得大于 40mm。③对于泵送混凝土，当泵送高度在 50m 以下时，最大粒径与输送管内径之比，碎石不宜大于 1:3；卵石不宜大于 1:2.5。④对大体积混凝土（如 混凝土坝或围堤）或疏筋混凝土，往往受到搅拌设备和运输、成型设备条件的限制。有时为了节省水泥， 降低收缩，可在大体积混凝土中抛入大块石（或称毛石），常称作抛石混凝土。 4. 粗骨料的颗粒级配。石子的粒级分为连续粒级和单位级两种。连续粒级指 5mm 以上至最大粒径 Dmmax，各粒级均占一定比例，且在一定范围内。单粒级指从 1/2 最大粒径开始至 Dmax。单粒级用于组成 具有要求级配的连续粒级，也可与连续粒级混合使用，以改善级配或配成较大密实度的连续粒级。单粒级 一般不宜单独用来配制混凝土，如必须单独使用，则应作技术经济分析，并通过试验证明不发生离析或影 响混凝土的质量。 石子的级配与砂的级配一样，通过一套标准筛筛分试验，计算累计筛余率确定。根据 GB/T14685，碎 石和卵石级配均应符合表 4-8 的要求。JGJ53 的要求与此相似。 表 4-8 碎石或卵石的颗粒级配范围 级配 情况 公 称 粒 级 （mm） 累计筛余（％） 筛孔尺寸（方孔筛）（mm） 2.36 4.75 9.50 16.0 19.0 26.5 31.5 37.5 53.0 63.0 75.0 90 连续 粒级 5～10 95～ 100 80～ 100 0～15 0 － － － － － － － － 5～16 95～ 100 85～ 100 30～ 60 0～10 0 － － － － － － － 5～20 95～ 100 90～ 100 40～ 80 － 0～10 0 － － － － － － 5～25 95～ 100 90～ 100 － 30～ 70 － 0～5 0 － － － － －
5~31.5 10010090 45 95~75~ 0~50 10090 65 95~85~ 10~20 0~150 100100 16~ 0~100 31.5 100 单粒 95~ 20~40 0~100 级 31.5~ 75~45~ 100 10075 95~ 70~ 30~0~ 40~80 100 100 5.粗骨料的强度。根据GB丌T14685和JGJ53规定,碎石和卵石的强度可用岩石的抗压强度或压碎值指标 两种方法表示。 岩石的抗压强度采用p50mmx50mm的圆柱体或边长为50mm的立方体试样测定。一般要求其抗压 强度大于配制混凝土强度的1.5倍,且不小于45MPa(饱水) 根据GBT14685,压碎值指标是将9.5~19mm的石子m克,装入专用试样筒中,施加200KN的荷 载,卸载后用孔径236mm的筛子筛去被压碎的细粒,称量筛余,计作m1,则压碎值指标Q按下式计算 100 (4-2) 压碎值越小,表示石子强度越高,反之亦然。各类别骨料的压碎值指标应符合表4-7的要求 6.粗骨料的坚固性。粗骨料的坚固性指标与砂相似,各类别骨料的质量损失应符合表4-7的要求。 四、拌合用水 根据《混凝土拌合用水标准》(JGJ63-89)的规定,凡符合国家标准的生活饮用水,均可拌制各种 混凝土。海水可拌制素混凝土,但不宜拌制有饰面要求的素混凝土,更不得拌制钢筋混凝土和预应力混凝 值得注意的是,在野外或山区施工采用天然水拌制混凝土时,均应对水的有机质、C和4含量等进 行检测,合格后方能使用。特别是某些污染严重的河道或池塘水,一般不得用于拌制混凝土。 第三节道路与桥梁工程用石料的技术性质
5～31.5 95～ 100 90～ 100 70～ 90 － 15～ 45 － 0～5 0 － － － － 5～40 － 95～ 100 75～ 90 － 30～ 65 － － 0～5 0 － － － 单粒 级 10～20 － 95～ 100 85～ 100 － 0～15 0 － － － － － － 16～ 31.5 － 95～ 100 － 85～ 100 － － 0～10 0 － － － － 20～40 － － 95～ 100 － 80～ 100 － － 0～10 0 － － － 31.5～ 63 － － － 95～ 100 － － 75～ 100 45～ 75 － 0～ 10 0 － 40～80 － － － － 95～ 100 － － 70～ 100 － 30～ 60 0～ 10 5. 粗骨料的强度。根据 GB/T14685 和 JGJ53 规定，碎石和卵石的强度可用岩石的抗压强度或压碎值指标 两种方法表示。 岩石的抗压强度采用 50mm×50mm 的圆柱体或边长为 50mm 的立方体试样测定。一般要求其抗压 强度大于配制混凝土强度的 1.5 倍，且不小于 45MPa（饱水）。 根据 GB/T14685，压碎值指标是将 9.5～19mm 的石子 m 克，装入专用试样筒中，施加 200KN 的荷 载，卸载后用孔径 2.36mm 的筛子筛去被压碎的细粒，称量筛余，计作 m1，则压碎值指标 Q 按下式计算： （4-2） 压碎值越小，表示石子强度越高，反之亦然。各类别骨料的压碎值指标应符合表 4－7 的要求。 6．粗骨料的坚固性。粗骨料的坚固性指标与砂相似，各类别骨料的质量损失应符合表 4－7 的要求。 四、拌合用水 根据《混凝土拌合用水标准》（JGJ63—89）的规定，凡符合国家标准的生活饮用水，均可拌制各种 混凝土。海水可拌制素混凝土，但不宜拌制有饰面要求的素混凝土，更不得拌制钢筋混凝土和预应力混凝 土。 值得注意的是，在野外或山区施工采用天然水拌制混凝土时，均应对水的有机质、Cl-和 含量等进 行检测，合格后方能使用。特别是某些污染严重的河道或池塘水，一般不得用于拌制混凝土。 第三节 道路与桥梁工程用石料的技术性质