技术与计量（土建）---砂石

四、砂石
粒径在4.75mm以上者称石子，4.75mm以下者谓砂子。
(一)普通砂
混凝土中应用最多的砂子是天然砂，即普通砂。普通砂包括河砂、海砂和山砂。河砂、海砂拌制混凝土时需水量较少，但砂粒与水泥间的胶结力较弱，海砂中常含有贝壳碎片及可溶性盐类等有害杂质；山砂颗粒多具棱角、表面粗糙，需水量较大，和易性差，但砂粒与水泥间的胶结力强，有时含较多的粘土等有害杂质。选用砂时，应按就地取材的原则，无砂源地区，也可考虑采用人工砂。
1．有害杂质含量
砂中常有粘土、淤泥、有机物、云母、硫化物及硫酸盐等杂质。据含泥量和泥块量分为三类。用途要掌握。
2．粗细程度及颗粒级配
砂的粗细程度是指不同粒径的砂混合在一起时的平均粗细程度。在砂用量相同的情况下，若砂子过粗，则拌制的混凝土粘聚性较差，容易产生离析、泌水现象；若砂子过细，砂子的总表面积增大，虽然拌制的混凝土粘聚性较好，不易产生离析、泌水现象，但需包裹砂子表面的水泥浆较多，水泥用量增大。
砂的颗粒级配是砂大、中、小颗粒的搭配情况。砂大、中、小颗粒含量的搭配适当，则其孔隙率和总表面积都较小，即具有良好的颗粒级配。用这种级配良好的砂配制混凝土，不仅所用水泥浆量少，节约水泥，而且还可提高混凝土的和易性、密实度和强度。
砂的粗细程度和颗粒级配通过筛分析法确定。
砂的粗细程度用细度模数Mx表示，砂按细度模数Mx为粗、中、细三种规格：3.7～3.1为粗砂，3.0～2.3为中砂，2.2～1．6为细砂，粗、中、细砂均可作为普通混凝土用砂，但以中砂为佳。
3．砂的物理性质
表观密度一般为2.55～2.75g／cm3；干砂堆积密度一般为1.45～1.7t／m3，随砂含水率的变化其堆积体积也发生变化，因此在拌制混凝土时，砂子用量以质量控制较为可靠。
砂子的含水状态分全干、气干、表干和潮湿4种状态，其含水量各不相同，为了消除其对混凝土质量的影响，标准规定，骨料以干燥状态设计配合比，其他状态含水率应进行换算。
(二)普通石子
普通石子包括碎石和卵石。碎石配制的混凝土强度高，拌制混凝土水泥用量较多，拌和物和易性较差；卵石拌制混凝土需用水泥浆量少，拌和物和易性好，配制的混凝土强度较低。
1．有害杂质含量
石子中含有粘土、淤泥、有机物、硫化物及硫酸盐和其他活性氧化硅等杂质。有的杂质影响粘结力，有的破坏砼结构。此外，针片状颗粒含量也不宜过多。
2．最大粒径与颗粒级配
(1)最大粒径。石子中公称粒级的上限称为该粒级的最大粒径。在便于施工和保护工程质量的前提下，按有关规定，石子的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1／4，同时不得大于钢筋间最小净距的3／4。若采用泵送混凝土时，还根据泵管直径加以选择。
例题：钢筋混凝土梁宽200mm，高400mm，受拉区配有三根直径为25mm的钢筋，已知梁的单侧保护层厚度为25mm，则配制混凝土时选用卵石的粒径不得大于(    )。
A．28mm    
B．31mm    
C．47mm    
D．63mm
答案：[A)
评析：石子最大颗粒尺寸不得超过结构截面最小尺寸的1／4，且不得超过钢筋最小间距的3／4
(2)颗粒级配。石子级配的原理与砂基本相同，但其级配分为连续级配与间断级配两种。
连续级配比间断级配水泥用量稍多，但其拌制的混凝土流动性和粘聚性均较好，是现浇混凝土中最常用的一种级配形式。
间断级配是省去一级或几级中间粒级的集料级配，其大颗粒之间空隙由比它小几倍的小颗粒来填充，减少孔隙率，节约水泥。但由于颗粒相差较大，混凝土拌和物易产生离析现象。因此，间断级配较适用于机械振捣流动性低的干硬性拌和物。
测定石子的最大粒径与颗粒级配仍采用筛分法。
3．强度与坚固性
(1)强度。石子的强度用岩石立方体抗压强度和压碎指标表示。立方体强度试块50*50*50。在选择采石场、对粗集强度有严格要求或对质量有争议时，宜用岩石立方体检验；对于经常性的生产质量控制则用压碎指标值检验较为方便。
用压碎指标表示石子强度是通过测定石子抵抗压碎的能力，间接地推测其相应的强度。
(2)坚固性。
坚固性试验一般采用硫酸钠溶液浸泡法，即将一定量的石子浸泡在一定浓度的硫酸钠溶液中，使溶液渗入集料中，形成结晶膨胀力对石子的破坏，按破坏程度间接判断其坚固性，
4.物理性质
(1)表观密度。2.55—2.85t/m3
(2)堆积密度。1.4—1.7t/m3
(3)孔隙率。45%