混凝土細(xì)骨料試驗(yàn)中砂細(xì)度模數(shù)問(wèn)題研究

天津城建大學(xué)，天津 300384

某建筑工程在砼骨料勘測(cè)過(guò)程中，將細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)作為砂質(zhì)量衡量的主要指標(biāo)及混凝土和易性、抗?jié)B性及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)判斷依據(jù)。在500g 砂樣顆粒級(jí)配試驗(yàn)中，天然狀態(tài)下5.0mm、2.50mm、1.18mm、0.53mm、0.16mm、0.32mm篩孔分計(jì)百分?jǐn)?shù)分別為24.6%、37.6%、57.1%、69.5%、73.3%。本文對(duì)該建筑工程在混凝土細(xì)骨料試驗(yàn)中關(guān)于砂細(xì)度模數(shù)問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，具體如下：

1 混凝土細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)概述

砂細(xì)度模數(shù)是混凝土細(xì)骨料中砂粗細(xì)程度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。在混凝土拌合比例設(shè)計(jì)階段，依據(jù)砂細(xì)度模數(shù)大小，可進(jìn)行砂率調(diào)整及單位用水量設(shè)計(jì)，從而保證混凝土整體拌合稠度符合要求。根據(jù)混凝土砂細(xì)度模數(shù)變化，其主要可分為粗砂、中砂、細(xì)砂、特細(xì)砂兩種類型。

表1 混凝土細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)

2 混凝土細(xì)骨料試驗(yàn)中砂細(xì)度模數(shù)分析

2.1 混凝土細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)計(jì)算方法

砂細(xì)度模數(shù)主要由美國(guó)在20 世紀(jì)初期提出，其并沒(méi)有確切的度量單位及物理意義，是砼細(xì)骨料質(zhì)量指標(biāo)的主要評(píng)價(jià)模塊。在砂細(xì)度模數(shù)計(jì)算過(guò)程中，需要選擇不同細(xì)度模數(shù)的砂，依照一定的配比等級(jí)劃分之后，結(jié)合摻量百分比加權(quán)計(jì)算，可得出對(duì)應(yīng)砂細(xì)度模數(shù)?；蛘哌x擇細(xì)度模數(shù)大小不一的砂，通過(guò)具體實(shí)驗(yàn)獲得不同狀態(tài)下砂分級(jí)篩余百分比，然后將分級(jí)篩百分比依照具體混合比例進(jìn)行加權(quán)審計(jì)，再依據(jù)細(xì)度模數(shù)計(jì)算公式得出混凝土總體細(xì)度模數(shù)。通過(guò)對(duì)混凝土細(xì)骨料砂細(xì)度模數(shù)計(jì)算公式可得出，在混凝土拌合比試驗(yàn)中，混合料細(xì)度模數(shù)與組織砂細(xì)度模數(shù)并沒(méi)有線性聯(lián)系，因此采用單一細(xì)度模數(shù)計(jì)算方法并不能有效確定最終計(jì)算數(shù)值的準(zhǔn)確性［1］。因此在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中可依照《建筑用砂》的相關(guān)規(guī)定，進(jìn)行不同細(xì)度模數(shù)機(jī)制砂篩分試驗(yàn)。

2.2 混凝土細(xì)骨料砂細(xì)度模數(shù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

現(xiàn)行《規(guī)程》中，要求的建筑砂料顆粒級(jí)拌合試驗(yàn)方法主要為：稱取砂烘干料500g，然后依據(jù)篩孔要求，進(jìn)行套篩的依次排列。本次試驗(yàn)對(duì)象主要為標(biāo)準(zhǔn)天然砂，選擇5.0kg 天然砂，將其分批次放置在烘干設(shè)備中，110℃恒溫24h。在其冷卻至常溫后，可進(jìn)行天然砂質(zhì)量的稱量。在天然砂稱量完畢后，可將其再次放置在烘干設(shè)備中，恒定110℃，24h。在其冷卻后可進(jìn)行再次稱量，若兩次稱量質(zhì)量變化幅度在0.10%以內(nèi)，則可確定該稱量砂土含水量合格，反之則需要再次烘干測(cè)量。將烘干沙土分為2 組，每組500g，分別標(biāo)號(hào)-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(yè)中，應(yīng)控制每個(gè)級(jí)別篩孔每分鐘通過(guò)砂樣總量在0.10%以下。在篩分試驗(yàn)設(shè)備中，需要進(jìn)行連續(xù)5min 篩分，并進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄，隨后再重新篩分稱量，若兩次稱量數(shù)值在0.10%以下，則表明篩分良好。

然后將砂重新收集并隨機(jī)編號(hào)，分為天然狀態(tài)下、含泥量為0 時(shí)兩種情況，每個(gè)類別10 組。天然狀態(tài)下編號(hào)為-1 到-10，放置在110℃恒定烘干設(shè)備中維持24 小時(shí)并降至常溫；而含泥量為0 時(shí)，主要編號(hào)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(xì)骨料砂細(xì)度模數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)施

依據(jù)混凝土細(xì)骨料試驗(yàn)中砂細(xì)度模數(shù)計(jì)算方法，則可以得出在天然狀態(tài)下，中砂細(xì)度模數(shù)為［（24.6+37.6+57.1+69.5+73.3）-5×0］/100-0=2.626，這一砂細(xì)度模數(shù)數(shù)值屬于中等砂范圍內(nèi)，與天然建筑材料對(duì)砼用砂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相符。但是由于該人工砂含泥量試驗(yàn)結(jié)構(gòu)在0.08mm 以下，其粒徑含量在32.0%以上，并沒(méi)有的達(dá)到《天然建筑材料勘測(cè)規(guī)程》的相關(guān)要求，因此依據(jù)相關(guān)要求，可在該砂料細(xì)度模數(shù)計(jì)算過(guò)程中，忽略砂細(xì)度模數(shù)在0.08mm 以下的可能，即在實(shí)際砂細(xì)度模數(shù)計(jì)算過(guò)程中，設(shè)定粒徑在0.08mm 以上的篩分土重一定，則含泥量為0 時(shí)，5.0mm 篩孔、2.50mm 篩孔、1.18mm、0.53mm、0.16mm、0.32mm 篩孔分計(jì)百分?jǐn)?shù)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(shí)的細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)計(jì)算過(guò)程中，其細(xì)度模數(shù)為：［（30.5+47.6+74.3+89.1+95.3）-5×0］/100-0=3.37。

由于該細(xì)度模數(shù)在粗砂范圍內(nèi)，相較于天然狀態(tài)下，砂細(xì)度模數(shù)值2.626 而言，整體粒徑在標(biāo)準(zhǔn)砼用砂技術(shù)要求內(nèi)，且含泥量在3.0%以下。由于篩分分析法并不能保證每個(gè)級(jí)別的砂含泥量顆粒篩凈，而部分細(xì)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(jìn)一步降低砂含泥量，便于砼拌合稠度與標(biāo)準(zhǔn)要求相符。在水沖法實(shí)施完畢之后，將相關(guān)砂樣烘干并進(jìn)行顆粒級(jí)配試驗(yàn)，可得出其細(xì)度模數(shù)為=［（47.9+65.6+50.8+91.8+96.4）-5×0］/100-0=3.888。此細(xì)度模數(shù)雖然在粗砂范圍以外，但是其平均粒徑為0.569，與標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求相符［3］。

3 總結(jié)

綜上所述，相較于分計(jì)篩余計(jì)算法，細(xì)度模數(shù)計(jì)算法準(zhǔn)確率較高且實(shí)際誤差較小，可在兩種或多種砂混合細(xì)度模數(shù)計(jì)算中發(fā)揮良好的效益。因此在土木工程施工勘測(cè)環(huán)節(jié)，相關(guān)施工人員需依據(jù)前期含泥量設(shè)置情況，進(jìn)行砂樣注水清洗，控制細(xì)骨料砂含泥量在3.0%以下。并在顆粒級(jí)配比試驗(yàn)中，將沖洗過(guò)的砂顆粒納入總體重量中，依此為依據(jù)進(jìn)行工程細(xì)骨料砂顆粒級(jí)配試驗(yàn)，保證整體細(xì)骨料運(yùn)用效益。