薛娟 陳安 姜斌

摘 要：對于水利工程建設(shè)而言，砂石骨料是重要的組成部分，會對水利工程建設(shè)的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。在混凝土之中，砂石骨料的占比在70%左右，因此，砂石骨料的性能會在很大程度上影響混凝土的質(zhì)量。基于此，本文著重研究混凝土用粗骨料的顆粒級配，通過統(tǒng)計地方石料顆粒及配檢測的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題，分析影響，提出建議，希望通過檢測手段來優(yōu)化和指導(dǎo)施工，從而保障和促進(jìn)水利工程建設(shè)工程混凝土的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：粗骨料 檢測 問題

1.引言

江蘇省水利工程建設(shè)用砂石骨料要求用SL352-2006《水工混凝土試驗規(guī)程》來檢測，用SL677-2014《水工混凝土施工規(guī)范》來判定。在粗骨料的選擇當(dāng)中，需要保證其各項技術(shù)指標(biāo)能滿足施工的要求，并在試驗室通過篩分的方式來確定粗骨料的級配及粒徑。

2.石料的級配試驗流程SL352-2006《水工混凝土試驗規(guī)程》

（1）用四分法選取風(fēng)干試樣，如果骨料的最大粒徑在20毫米，則其質(zhì)量應(yīng)高于10千克；如果骨料的最大粒徑在40毫米，則其質(zhì)量應(yīng)高于20千克；如果骨料的最大粒徑在80毫米，則其質(zhì)量應(yīng)高于50千克；如果骨料的最大粒徑在150毫米，則其質(zhì)量應(yīng)高于2000千克。

（2）將其過篩，過篩的順序應(yīng)為從大致小的順序，直至每分鐘通過量低于總試樣量的0.1%為止。除此之外，還要確保每號篩余平均層的厚度，要將平均層的厚度與試樣的最大粒徑值相比較，確保厚度小于最大粒徑值，如果超過了最大粒徑值，則需要將篩分分成2份，然后進(jìn)行再次的篩分。

（3）稱取各篩篩余量（針對那些粒徑大于150毫米的顆粒，也需對其進(jìn)行稱量，而且要計算出百分含量）。

（4）對實驗結(jié)果的處理，需要依照以下的步驟：

a. 計算分計篩余百分率，具體的計算方法為將各號篩上的篩余量除以試樣總量的百分率。而且要準(zhǔn)確至0.1%。

b. 計算累計篩余百分率，具體的計算方法是將該號篩上的分計篩余百分率與大于該號篩的各號篩上的分計篩余百分率的總和。

c. 為了提升實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，需要取兩次測值的平均值，并將其作為試驗結(jié)果。篩分后，需要將底盤上的篩余量與每號篩上的篩余量相加，二者之和與原試樣量相比較，如果二者之間的差異超過1%，那么則需要重新進(jìn)行實驗。

3.石料的級配要求SL677-2014《水工混凝土施工規(guī)范》

（1）首先應(yīng)確保粗骨料應(yīng)質(zhì)地堅硬，并且要使其清潔、級配良好；

（2）應(yīng)將粗骨料分為小石、中石、大石和特大石四級，小石的粒徑為5-20毫米、中石的粒徑為20-40毫米、大石的粒徑為40-80毫米、大石的粒徑為80-150（120）毫米。

（3）要對各級骨料的超徑以及骨料遜徑含量加強控制。就原孔篩檢驗而言，超徑的控制標(biāo)準(zhǔn)為小于5%，遜徑的控制標(biāo)準(zhǔn)為小于10%。就超、遜徑篩（方孔）檢驗而言，超徑的控制標(biāo)準(zhǔn)為零，遜徑的控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)小于2%。

（4）各級骨料應(yīng)避免分離。粒徑為5-20毫米的小石，應(yīng)用孔徑為10毫米的中徑篩檢驗；粒徑為20-40毫米的中石，應(yīng)用孔徑為30毫米的中徑篩檢驗；粒徑為40-80毫米的大石，應(yīng)用孔徑為60毫米的中徑篩檢驗；粒徑為80-150毫米的特大，石應(yīng)用孔徑為115毫米的中徑篩檢驗。

4.石料顆粒級配分析的實檢數(shù)據(jù)

表格統(tǒng)計了2018年上半年30組地方水利工程送檢的石料顆粒分析數(shù)據(jù)。SL677-2014中指出超、遜徑宜在40%～70%范圍內(nèi)，而表中只有19組樣品超、遜徑合格（表內(nèi)超、遜徑以原孔篩檢驗），合格率只有63.3%。但是如果用GB/T 14685-2011《建設(shè)用碎石卵石》來檢測，以下的粗骨料級配良好。

5.石料顆粒級配對混凝土性能的影響

就粗骨料而言，控制好顆粒級配會對粗骨料的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，粗骨料的性能與混凝土的性能密切相關(guān)，對混凝土影響最大的是最大粒徑以及粒級配對。具體而言，（1）骨料的級配合理才能降低孔隙率，能夠降低水泥砂漿的用量，節(jié)約水泥，降低成本。（2）水泥用量的降低又可以減小混凝土的干縮，降低水化熱，這對大體積混凝土的澆筑是十分有利的。（3）良好的顆粒級配，還可以在用水量相同的情況下，提高混凝土的和易性，具有顯著的枝術(shù)經(jīng)濟的效果。（4）評價顆粒級配的方法包括三個方面，第一，是指由富勒（W.HFuller）等人于1901-1907年提出的認(rèn)為密度大并且孔隙小的級配最好。第二，是指表面積理論。這種理論認(rèn)為，骨料的表面積越小，用來包裹其表面的水泥漿用量就會越少，因此這種級配就是最好的級配。第三，是指粒子干涉理論。該理論取上一級骨料的間距恰好能夠等于下一級骨料的粒徑，下一級骨料填充其間不發(fā)生“干涉”的級配作為最優(yōu)級配。根據(jù)以上三種理論得出的最優(yōu)級配，實際上就是相近的，但是在實際應(yīng)用中卻遇到了操作上的困難。石子的粒徑越大，便意味著其表面積減小，這使得所應(yīng)用到的水泥漿也會隨之減少，最終會降低用水量，使混凝土的強度增加，因此，應(yīng)選擇粒徑較大的石子。但值得注意的是，并不是石子粒徑越大越好，因為粒徑越大，石子中存在缺陷的幾率也會隨之增加，并且粒徑大的石子在攪拌過程中，會快速的下沉，這會嚴(yán)重影響混凝土的顆粒分布，進(jìn)而降低混凝土的強度。如果粒徑較小，會增加石子的表面積，增加空隙率。這會在很大程度上提升水泥的用量，進(jìn)而增加成本。（5）混凝土的經(jīng)濟性和易性會受到級配的影響，不僅會影響到混凝土的強度，而且還會影響到混凝土的抗?jié)B性以及耐久性。較好的骨料級配應(yīng)當(dāng)是空隙率小、總表面積小，并且具有有少量的細(xì)顆粒。

6.想法和建議

對于施工使用而言，應(yīng)從料源控制粗骨料的級配，有兩種解決辦法：其一、工程開工確定料源后，即將所需的粗骨料級配要求發(fā)給生產(chǎn)單位，按要求供料，而不是隨便購買成品（因為料場有很多是按GB/T 14685或JGJ52的技術(shù)要求生產(chǎn)的不適應(yīng)水利工程的特殊需要）；其二、現(xiàn)場細(xì)分粒徑，按適當(dāng)?shù)谋壤旌鲜褂谩?/p>

對于檢測而言，可以分用GB/T 14685和SL 352同時來控制粗骨料的品質(zhì)。用GB/T 14685來確定其級配是否能用于相應(yīng)強度等級的混凝土，用SL 352來檢測粗骨料的其它參數(shù)（尤其泥塊含量和含泥量）是否能滿足水利混凝土的技術(shù)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB/T 14685-2011，建設(shè)用碎石卵石.

[2]SL 352-2006，水工混凝土試驗規(guī)程.

[3]SL 677-2014，水工混凝土施工規(guī)范.