广州市番禺区建设工程质量检测中心
摘要：本文通过对混凝土骨料级配问题的重点说明，探讨了它在实际生产中的重要作用以及性能影响和理论分析等问题。
关键词：混凝土；骨料；级配影响；理论分析
商品预拌混凝土由多种原材料组成，包括水泥、水、砂、石、外加剂、掺和料等六大类，每种原材料都在混凝土里起到重要作用，对其各种性能有巨大的影响，这里我重点谈谈砂石骨料的级配问题。
一、定义分类
骨料一般是指混凝土中的砂、石等岩石颗粒原材料，也叫混凝土集料。颗粒的公称直径范围普遍在0.16～31.5mm之间，大体分为细骨料和粗骨料。细骨料即是砂子，粒径范围是5～0.16mm，并根据“细度模数μf” 可以继续细分为：粗砂（μf=3.7～3.1）、中砂（μf=3.0～2.3）、细砂（μf=2.2～1.6）、特细砂（μf=1.5～0.7）；粗骨料即是石子，粒径在31. 5～5mm，一般分类为大石子（16～31.5mm）、小石子（5～16mm）和中石子（10～25mm）。
二、基本情况
骨料是混凝土中的大宗耗材，普通混凝土的容重基本在2380kg/m3左右，其中的砂石用量一般可达1800 kg/m3，所占到的比重在3/4以上，所以骨料在混凝土中有着举足轻重的作用。它相当于撑起人体的骨架，在混凝土中起到保持形状、增加强度的作用。粗骨料石子是“大体积”材料，主要提供强度。细骨料砂子的主要作用是填补大颗粒间空隙，与水泥形成砂浆润滑骨料颗粒间的流动，改良砼料和易性。
衡量骨料质量优劣的指标有许多种，比如砂子细度、石子压碎值、含泥量、含粉量、表观密度、针片状含量、有害物含量等等，其中最常用到的还有它们的筛分级配，这也是本文讨论的主要范围。
表1 砂筛分的累计筛余、分计筛余及细度计算
在讨论骨料级配级配之前，首先要清楚几个相关概念，比如筛余量、分计筛余、累计筛余等，上面表1中所说明的就是砂子筛分实验中有它们之间的关系。
砂细度计算公式：μf=(β2+β3+β4+β5+β6－5β1 )／(100－β1)
不仅如此，还能根据“分计筛余α”结合根据表2所示的标准，判断出试样级配的整体分布情况，进一步绘制成如图1所示的级配分布图，更直观的掌握骨料级配情况。粗骨料石子的级配就是直接用“分计筛余α”来分析的，下面的图2就是石子的级配范围分布图。
三、骨料级配的现实问题
在商品混凝土行业里，很长一段时间都是粗放式经营，许多企业认为，只要水泥的质量有保证，砂、石是不用太多考虑的，尤其对于骨料级配的问题没有足够的认识，甚至于不屑一顾。这也有事实上的一些原因，由于实际生产中，水泥质量一般是相对稳定的，只要配方按科学方法制定出来，实践中不必对水泥做过多的调整，因此只要抓好水泥这一项，生产运营就显得非常简单，但整个生产过程中砂石骨料的相关量是最需要频繁调整的，需要增加大量的工作，这是很多企业管理者不愿去做的。
近年来由于集料的供应相当短缺且质量不稳定。大部分商品混凝土公司对砂、石原材料的质量把关非常不严，没有专业的实验员，只有一个收料员，只凭眼睛粗略看看就行了，一些检测实验，比如泥粉含量、细度、压碎值、针片状含量基本不做，就更别提砂、石骨料的级配筛分实验了。这些问题恰恰就是导致预拌混凝土的和易性差、工地施工困难、28d强度太低、成本太高，面临行业淘汰出局的窘境。
如前所述，正因为“整个生产过程中砂石骨料的相关量是最需要频繁调整的”，这就充分说明了骨料和粉剂一样也是需要重点关注的，并且还是经常性的，一些企业最容易忽视的骨料级配问题，里面却是大有文章。
四、应对策略
要解决骨料颗粒级配不优的问题，最好的方法就是实行精细化生产管理。首先从原材料选取时就严格把关，不仅将细度、压碎值、泥粉含量等列为骨料必须实验检测的项目，而且还应包括颗粒筛分实验，将严重不符合要求的原料作退货处理；如果实在货源紧张或别的无可奈何的原因没有更好的原料不得不使用一些差级骨料时，也应当把性质相近的原料分类储存，然后经过处理后合理使用。
针对不同骨料的情况，先进行分类，从分子、中子、瓜子片、米子到粗砂、中砂、特细砂以至人工机制砂，每种原料进场后都专门分出若干料仓堆放。然后每种取出一些进行拌合，重新搭配组合成新的骨料，反复进行这样的优化，直到它们的颗粒级配达到要求，并且检验生产新制的混凝土各种性能，包括坍落度、扩展度、倒筒时间以及泌水率、粘底性，直到其和易性、粘聚性、保水性都有所提高，就以这时的组分为依据，按照这样的比例，用铲车把料仓的原料重新拌合进行使用。虽然增加了一些工作量，但精细化的生产管理却赋予企业非常大的竞争力。
其实，砂、石骨料的优化级配都是根据长期的生产实践得出来的，具有经验性质，并且会继续得到合理补充。在图1和图3中，中砂的合理级配应该在图中两条黑线之间的Ⅱ区域，这样的细骨料级配是符合要求的；如果筛分结果处于Ⅰ区，说明砂子偏细，这样就应当减少砂子用量，即降低砂率，同时增加粗砂减少细砂；如果处于Ⅲ区，则砂偏粗，这时又当提高砂率，同时减少粗砂增加细砂。同理可知，图2表示的石子筛分级配也有这样的要求，偏细或偏粗都会对预拌混凝土的和易性造成影响。骨料都偏细，有可能使砼料坍损变大、泌水增加，而偏粗的话又会使砼料粘聚性变差、坍落度减小，所以实际生产过程中，要努力处理好骨料的级配优化组合，是细骨料尽量符合表2中的Ⅱ区级配范围，使粗骨料务必按照表3中要求的级配进行选取，保证原料和产品都发挥出最佳性能。
五、总结和与思考
随着行业的不断发展，竞争也随之急速加剧，企业逐渐对技术的重视越来越提高，因为它不仅关系到企业的效益，甚至面临着行业淘汰的存亡。技术创新是多元化的，就像本文所阐述的骨料级配问题，这么微小到常被人忽略的一点竟然蕴藏着巨大的奥秘。那么，对于商砼中的六大材料而言也必定有非常多的技术创新等着人们来发掘。
然而，技术提高的背后，其实是企业生产管理水品的提高，把粗放式的管理改进到精细化的管理，就能为企业带来丰厚的效益，企业要长足发展，也需要从管理创新中发现亮点。
论文作者:梁文杰
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/18
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