商品預拌混凝土(tǔ)由多種原材料組成,包括水(shuǐ)泥、水(shuǐ)、砂、石、外加劑、摻和(hé)料等六大(dà)類,每種原材料都(dōu)在混凝土(tǔ)裏起到(dào)重要作用(yòng),對其各種性能(néng)有(yǒu)巨大(dà)的(de)影響,這裏我重點談談砂石骨料的(de)級配問題。
一、定義分(fēn)類
骨料一般是指混凝土(tǔ)中的(de)砂、石等岩石顆粒原材料,也(yě)叫混凝土(tǔ)集料。顆粒的(de)公稱直徑範圍普遍在0.16~31.5mm之間,大(dà)體分(fēn)爲細骨料和(hé)粗骨料。細骨料即是砂子,粒徑範圍是5~0.16mm,并根據“細度模數μf” 可(kě)以繼續細分(fēn)爲:粗砂(μf=3.7~3.1)、中砂(μf=3.0~2.3)、細砂(μf=2.2~1.6)、特細砂(μf=1.5~0.7);粗骨料即是石子,粒徑在31. 5~5mm,一般分(fēn)類爲大(dà)石子(16~31.5mm)、小(xiǎo)石子(5~16mm)和(hé)中石子(10~25mm),具體稱呼各地(dì)有(yǒu)不同叫法;随著(zhe)行(xíng)業(yè)不斷發展,還有(yǒu)其他(tā)分(fēn)類也(yě)在陸續加入,比如(rú)人(rén)工(gōng)機制(zhì)砂和(hé)可(kě)再生骨料等。
二、基本情況
骨料是混凝土(tǔ)中的(de)大(dà)宗耗材,普通混凝土(tǔ)的(de)容重基本在2380kg/m3左右,其中的(de)砂石用(yòng)量一般可(kě)達1800,所占到(dào)的(de)比重在3/4以上(shàng),所以骨料在混凝土(tǔ)有(yǒu)著(zhe)舉足輕重的(de)作用(yòng)。它相(xiàng)當于撐起人(rén)體的(de)骨架,在混凝土(tǔ)中起到(dào)保持形狀、增加強度的(de)作用(yòng)。粗骨料石子是“大(dà)體積”材料,是混凝土(tǔ)終凝硬化以後形成人(rén)造石材形狀的(de)主要因素,主要提供強度,常用(yòng)的(de)石材有(yǒu)沉積岩類的(de)石灰石和(hé)砂岩、火(huǒ)成岩類的(de)花崗岩和(hé)綠(lǜ)輝岩、變質岩的(de)石英岩和(hé)片麻岩等;細骨料砂子的(de)主要作用(yòng)是填補大(dà)顆粒間空隙,與水(shuǐ)泥形成砂漿潤滑骨料顆粒間的(de)流動,改良砼料和(hé)易性,按來源可(kě)分(fēn)河砂、山砂、海(hǎi)砂等。
衡量骨料質量優劣的(de)指标有(yǒu)許多種,比如(rú)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(yǒu)害物(wù)含量、堅固性指标等等,其中最常用(yòng)到(dào)的(de)還有(yǒu)它們的(de)篩分(fēn)級配,這也(yě)是本文(wén)討(tǎo)論的(de)主要範圍。
表1 砂篩分(fēn)的(de)累計(jì)篩餘、分(fēn)計(jì)篩餘及細度計(jì)算
篩孔尺寸(mm) |
篩餘量(g) |
分(fēn)計(jì)篩餘(%) |
累計(jì)篩餘(%) |
4.75 |
m1 |
α1= m1/m總 |
β1=α1 |
2.36 |
m2 |
α2= m2/ m總 |
β2=β1 +α2 |
1.18 |
m3 |
α3= m3/ m總 |
β3=β1 +α3 |
0.600 |
m4 |
α4= m4/ m總 |
β4=β1 +α4 |
0.300 |
m5 |
α5= m5/ m總 |
β5=β1 +α5 |
0.150 |
m6 |
α6= m6/ m總 |
β6=β1 +α6 |
篩底 |
m底 |
m總= m1+ m2+ m3+ m4+ m5+ m6+ m底 | |
細度 |
μf=(β2+β3+β4+β5+β6-5β1 )/(100-β1) |
在討(tǎo)論骨料級配級配之前,首先要清楚幾個(gè)相(xiàng)關概念,比如(rú)篩餘量、分(fēn)計(jì)篩餘、累計(jì)篩餘等,上(shàng)面表1中所說明(míng)的(de)就是砂子篩分(fēn)實驗中有(yǒu)它們之間的(de)關系。做篩分(fēn)實驗需要很多不同孔徑的(de)試驗篩,細骨料一般是方孔篩,篩孔尺寸從大(dà)到(dào)小(xiǎo)有(yǒu):10.0、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mm幾個(gè)級别,做細度實驗時先用(yòng)第一個(gè)篩子把粒徑超過10mm的(de)砂粒過濾掉,然後用(yòng)後六個(gè)篩子加上(shàng)篩底和(hé)篩蓋把500g幹砂試樣搖振篩分(fēn),按要求得出每層篩子的(de)“累計(jì)篩餘β”就可(kě)以通過如(rú)下公式計(jì)算得出砂子的(de)細度結果μf:
砂細度計(jì)算公式:μf=(β2+β3+β4+β5+β6-5β1 )/(100-β1)
不僅如(rú)此,還能(néng)根據“分(fēn)計(jì)篩餘α”結合标準,判斷出試樣級配的(de)整體分(fēn)布情況,直觀的(de)掌握骨料級配情況。粗骨料石子的(de)級配就是直接用(yòng)“分(fēn)計(jì)篩餘α”來分(fēn)析的(de)。石子的(de)篩分(fēn)實驗過程和(hé)砂子大(dà)同小(xiǎo)異,它使用(yòng)的(de)一般也(yě)是方孔篩,隻是篩孔直徑大(dà)一些,從小(xiǎo)到(dào)大(dà)有(yǒu):2.36、4、75、9.50、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5mm等幾個(gè)級别。
三、骨料級配的(de)現實問題
在商砼建材行(xíng)業(yè)裏,很長一段時間都(dōu)是粗放(fàng)式經營,許多企業(yè)認爲,隻要水(shuǐ)泥有(yǒu)保證,砂、石是不用(yòng)太多考慮的(de),尤其對于骨料級配的(de)問題沒有(yǒu)足夠的(de)認識,甚至于不屑一顧。這也(yě)有(yǒu)事實上(shàng)的(de)一些原因,由于實際生産中,水(shuǐ)泥一般是相(xiàng)對穩定的(de),隻要配方按科學方法制(zhì)定出來,實踐中不必對水(shuǐ)泥做過多的(de)調劑,因此隻要抓好水(shuǐ)泥這一項,生産運營就顯得非常簡單,即是意味著(zhe)老闆隻要請到(dào)一個(gè)好的(de)總工(gōng)解決好水(shuǐ)泥配方一個(gè)問題就萬事無憂了,整個(gè)生産中砂石骨料相(xiàng)關量是最需要頻繁調整的(de),如(rú)果連這個(gè)也(yě)太多考慮,那生産就變得非常複雜,需要增加大(dà)量的(de)工(gōng)作,這是企業(yè)管理(lǐ)者不願看到(dào)的(de)。
09年在江蘇一家規模較大(dà)的(de)商砼公司時,附近有(yǒu)一家很小(xiǎo)的(de)攪拌站,那邊的(de)技術(shù)總工(gōng)和(hé)這邊的(de)以前是同學,從他(tā)了解到(dào)一些關于那邊的(de)生産情況。以前那邊對砂、石原材料的(de)質量把關非常不嚴,沒有(yǒu)專業(yè)的(de)實驗員,隻有(yǒu)個(gè)收料的(de),憑眼睛粗略看看就行(xíng)了,一些檢測實驗,比如(rú),泥粉含量、細度、壓碎值、針片狀含量基本不做,就更别提砂、石骨料的(de)級配篩分(fēn)實驗了。這些問題導緻的(de)結果就是預拌混凝土(tǔ)料經常和(hé)易性差、工(gōng)地(dì)施工(gōng)困難、28d強度太低、成本太高(gāo),面臨行(xíng)業(yè)淘汰出局的(de)窘境。後來這位總工(gōng)上(shàng)任之後重點解決了砂石骨料的(de)劣質問題後,那家站的(de)狀況才逐漸有(yǒu)所好轉。可(kě)是後來發現和(hé)這邊的(de)差距依然不小(xiǎo),即使用(yòng)和(hé)這邊一樣的(de)配方,選用(yòng)優質的(de)砂石骨料,但(dàn)成本依然比這邊高(gāo)出兩成多,企業(yè)競争力必然無法超越了。先撇開(kāi)生産控制(zhì)、精細化管理(lǐ)等因素,單是對骨料的(de)級配優化控制(zhì)就是那位總工(gōng)沒注意到(dào)的(de),而這就是所謂的(de)“商業(yè)機密”了。
如(rú)前所述,正因爲“實際生産中砂石骨料相(xiàng)關量是最需要頻繁調整的(de)”,這就恰恰說明(míng),骨料和(hé)粉劑一樣也(yě)是需要重點關注的(de),并且還是經常性的(de),一些企業(yè)最容易忽視的(de)骨料級配問題,裏面卻是大(dà)有(yǒu)文(wén)章(zhāng)。