混凝土基础知识完整教程（四）

4.厚度和粒度分布。砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合物的平均粒径。通常用细度模数(Mx)表示，其值不等于平均粒径，但能准确反映砂的粗细。细度模数Mx越大，砂越粗，单位重量的总表面积(或比表面积)越小；Mx越小，砂的比表面积越大。
砂的粒径分布是指不同粒径的砂粒所占的比例。好的级配是指粗颗粒的空间隙刚好被中颗粒填满，中颗粒的空间隙刚好被细颗粒填满，使砂逐步形成最密实的堆积状态，并且空间隙率达到最小值，堆积密度达到值。这样可以达到节约水泥，提高混凝土综合性能的目的。因此，砂粒级配反映了空孔隙比。
(1)细度模数和颗粒级配的确定。砂的粗细程度和颗粒级配用筛析法确定，细度模数用来表示粗细，级配面积用来表示砂的级配。根据《建筑用砂》(GB/T 14684-2001)，筛析是用一套孔径为4.75、2.36、1.18、0.600、0.300和0.150毫米(详见试验)的标准筛将500克干砂从粗到细进行筛分，并称量筛余量(JGJ52中使用的筛孔尺寸为5.00、2.50、1.25、0.630、)
细度模数按下式计算(精确到0.01):
根据细度模数Mx，砂分为:
MX > 3.7特粗砂；MX = 3.1 ~ 3.7粗砂；MX = 3.0 ~ 2.3中砂；MX = 2.2 ~ 1.6细砂；MX = 1.5 ~ 0.7特细砂。
砂的颗粒级配按0.600mm筛孔累计百分比A4分为I、II、III三个级配区。级配良好的粗砂应落在ⅰ区；级配良好的中砂应属于II区；细沙在三区。实际的砂粒大小分布可能不完全符合要求。除4.75mm和0.600mm的累积余比外，其余档位允许超限5%。当某一档累计过剩率超过限值5%以上时，砂粒分布很差，视为不合格。
以筛余累积百分比为纵坐标，筛孔大小为横坐标，可根据分级面积绘制分级面积I、II、III的筛分曲线。在筛分曲线上，我们可以直观地分析砂的粒度分布。
②细度模数的计算:
③分级区域的确定和分级曲线的绘制:该砂样在0.600mm筛上的累计筛余率A4=63.22落在ⅱ级区域，其他筛的累计筛余率也落在ⅱ级区域的规定范围内，可以判定该砂为ⅱ级区域砂。
④结果评价:该砂细度模数MX为2.85，属于中砂；级配良好的ⅱ级砂。可用于制备混凝土。
(2)砂的混合和使用。
配制普通混凝土的砂应为中砂(MX = 2.3 ~ 3.0)，二级。然而，在实际工程中，沙子往往是细的或粗的。通常有两种处理方法:
①当只有一个砂源时，适当降低偏细砂的用砂量，即降低砂率；对于粗砂，增加砂量，即增加砂率。
②当可以同时提供粗砂和细砂时，细砂和粗砂应按一定比例混合，既可以调节Mx，又可以改善砂的级配，有利于节约水泥，提高混凝土性能。配合比可根据砂源、细度模数和粗细砂级配，通过试验和计算确定。
5。沙子的含水量。沙子有四种含水状态。
①干燥状态:砂粒内外不含水，通常在105±5℃下干燥。
②风干状态:砂面干燥，内部部分孔隙含水。是指室内或室外(晴天)空平衡水状态，其含水量与空气体的相对湿度和温度密切相关。
③饱和面干燥状态:砂面干燥，内部孔隙全部被水饱和。在水利工程中，通常采用饱和面干状态来衡量用沙量。
④湿润状态:砂粒饱水，表面也含有部分地表水。这种情况经常发生在工地，尤其是雨后。在计量搅拌混凝土中的砂量时，应扣除砂中的含水量；同样，在测量用水量时，也要扣除带入沙子的水量。