摘要：在預(yù)拌混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，混凝土砂率是保證混凝土施工過(guò)程的順利進(jìn)行，保證混凝土質(zhì)量的一個(gè)重要參數(shù)，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中卻被常常忽視。技術(shù)人員如何根據(jù)原材料情況和混凝土技術(shù)要求，迅速地調(diào)整砂率是保證混凝土質(zhì)量和混凝土生產(chǎn)順利的一個(gè)關(guān)鍵所在。

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前言

目前混凝土原材料的市場(chǎng)上，集料的質(zhì)量很不穩(wěn)定，變化很大。砂子粗細(xì)變化，含石率變化，機(jī)制砂、尾礦砂所占的比例越來(lái)越高，石子粒徑也不穩(wěn)定，且常常是單粒級(jí)。在混凝土配合比設(shè)計(jì)階段，通常比較理想化，使用的集料質(zhì)量較好，并相對(duì)穩(wěn)定；而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，使用的集料常常與配合比設(shè)計(jì)時(shí)選用的不一樣，并且時(shí)刻變化，一批一個(gè)樣，甚至一車一個(gè)樣。如果技術(shù)人員不能及時(shí)根據(jù)原材料的變化情況，及時(shí)調(diào)整砂率，就可能造成混凝土砂率偏差。砂率過(guò)大，不可避免地造成流動(dòng)性差，石子減少，砂漿量增加，表面易形成很厚的浮漿，容易增加混凝土收縮，造成混凝土的裂縫，同時(shí)有可能造成混凝土強(qiáng)度降低。而砂率過(guò)小，混凝土粘聚性和保水性差，易造成泌 水和可泵性差，無(wú)法泵送施工。

關(guān)于混凝土砂率的選擇，在配合比設(shè)計(jì)階段，已有許多文章進(jìn)行了論述，但是極少有文章論述在實(shí)際生產(chǎn)階段，技術(shù)人員如何根據(jù)原材料的情況，迅速準(zhǔn)確的找到合適的砂率。本文根據(jù)混凝土相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合作者多年工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了混凝土生產(chǎn)過(guò)程中砂率的調(diào)整原則和方法，供大家參考。

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砂率對(duì)混凝土性能的影響

砂率的變化，會(huì)改變混凝土中集料的總表面積，改變集料的空隙率，從而對(duì)混凝土的各方面性能產(chǎn)生很大影響。

砂率對(duì)新拌混凝土和易性的影響非常顯著；

在膠凝材料用量和水灰比一定的條件下，由于砂子與水泥漿組成的砂漿在粗集料間起到潤(rùn)滑和滾珠作用，可以減小粗集料間的摩擦力。當(dāng)砂率過(guò)小時(shí)，砂漿不足以填充粗集料的空隙，不能保證粗集料間有足夠的砂漿層，不能起到潤(rùn)滑和滾珠作用，混凝土流動(dòng)度小，粘聚性和保水性差，混凝土拌合物粗澀、松散，易發(fā)生離析現(xiàn)象。隨著砂率增大，砂漿填充粗集料的空隙，還能保證集料間有一定厚度的砂漿層以便減小粗集料的滑動(dòng)阻力，起到潤(rùn)滑和滾珠作用，混凝土流動(dòng)性增大，同時(shí)混凝土粘聚性和保水性增加。砂率繼續(xù)增加，由于砂子的比表面積比粗集料大，粗細(xì)集料的表面積增大，在水泥漿用量一定的條件下，集料表面包裹的漿體減薄，潤(rùn)滑作用下降，使混凝土流動(dòng)性降低。所以砂率過(guò)大超過(guò)一定范圍，流動(dòng)性隨砂率增加而下降，且當(dāng)漿體不足以包裹集料表面時(shí)，則粘聚性也反而下降。

因此當(dāng)砂率適宜時(shí)，砂不但填滿石子空隙，而且還能保證集料間有一定厚度的砂漿層以便減小粗集料的滑動(dòng)阻力，使拌合物有較好的流動(dòng)性，這個(gè)適宜的砂率值稱為合理砂率。

砂率對(duì)收縮的影響：

混凝土的收縮主要是水泥石的收縮!集料特別是粗集料起到了約束作用。通常認(rèn)為砂率超過(guò)合理砂率范疇，繼續(xù)增加!混凝土的收縮也會(huì)增加。

砂率對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響：

在一定的砂率范圍內(nèi)，混凝土砂率對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響較小，但當(dāng)混凝土砂率過(guò)大或過(guò)小時(shí)，混凝土強(qiáng)度都將有所降低。

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影響混凝土砂率的因素

正是因?yàn)榛炷潦莻€(gè)多種原材料組成的不均勻體，所以基本上所有的組成材料對(duì)混凝土和易性都會(huì)產(chǎn)生影響，從而對(duì)混凝土的合理砂率都有所影響。

但因?yàn)樗唷胶狭?、外加劑等原材料的質(zhì)量對(duì)比砂石而言相對(duì)穩(wěn)定，它們對(duì)混凝土砂率的影響在配合比設(shè)計(jì)階段已經(jīng)考慮，而砂石的質(zhì)量很難保證長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定，常常會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)階段的砂石料與配合比設(shè)計(jì)時(shí)考慮的砂石料不一樣，所以本文主要關(guān)注砂石變化時(shí)，如何快速準(zhǔn)確的調(diào)整砂率。

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合理砂率的確定

合理砂率是指砂子填滿石子空隙并有一定的富余量，能在石子間形成一定厚度的砂漿層，以減少粗集料間的摩擦阻力，使混凝土流動(dòng)性達(dá)最大值。或者在保持流動(dòng)性不變的情況下，使水泥漿用量達(dá)最小值。

因此可以在混凝土配合比其他條件相同的情況下，選擇數(shù)種不同砂率拌制的混凝土拌合物，測(cè)定其坍落度，檢查其和易性，其中粘聚性、保水性適宜、坍落度最大的一種拌合物的砂率即是合理砂率。

而在混凝土生產(chǎn)階段，即使砂石等原材料發(fā)生了些變化，與設(shè)計(jì)時(shí)使用的不太一樣，也不太可能有時(shí)間去通過(guò)大量試驗(yàn)尋找合理砂率。那么，這時(shí)就需要根據(jù)砂石等的情況，迅速找到相對(duì)合理的砂率，再根據(jù)生產(chǎn)的混凝土拌合物實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)。

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砂子種類、細(xì)度模數(shù)、含泥量的影響和調(diào)整

砂子的細(xì)度變化，對(duì)混凝土的和易性會(huì)產(chǎn)生影響。當(dāng)細(xì)度模數(shù)變大時(shí)，混凝土坍落度會(huì)增加，粘聚性和保水性變差，到一定限值時(shí)，混凝土?xí)x析；當(dāng)細(xì)度模數(shù)變小時(shí)，粘聚性和保水性變好，混凝土坍落度會(huì)減小。這時(shí)就需要對(duì)砂率進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)細(xì)度模數(shù)每增加0.1時(shí)，砂率降低0.5%?1.0%;當(dāng)細(xì)度模數(shù)每降低0.1時(shí)，砂率增加0.5%?1.0%。

當(dāng)使用兩種不同的砂子級(jí)配使用時(shí)，混合砂細(xì)度模數(shù)可簡(jiǎn)易按照加權(quán)平均值計(jì)算：

例：砂1細(xì)度模數(shù)2.7,用量40%，砂2細(xì)度模數(shù)1.8,用量60%，混合砂細(xì)度模數(shù)為2.34。

砂子含泥量大小也會(huì)對(duì)混凝土和易性產(chǎn)生影響，從而影響合理砂率，砂子含泥量提高或降低1%，砂率應(yīng)降低或提:0.5%?1%。

機(jī)制砂，通常顆粒尖銳，多棱角，表面粗糙，在混凝土中起到的潤(rùn)滑、滾珠作用較差，因此宜與天然砂混合使用，砂率適當(dāng)提高1%?2%。

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石子種類、大小、粒級(jí)、針片狀總含量的影響和調(diào)整

石子的大小、顆粒級(jí)配、針片狀總含量等也直接影響著粗集料的空隙率，從而影響混凝土的砂率。

石子最大粒徑變大（連續(xù)級(jí)配），其空隙率減小，砂率應(yīng)相應(yīng)減小，石子最大粒徑變小，砂率應(yīng)相應(yīng)增加。當(dāng)石子最大粒徑每增加或減小一個(gè)等級(jí)，砂率應(yīng)相應(yīng)降低或提高1%;

當(dāng)石子為單粒級(jí)時(shí)，空隙率增加，砂率應(yīng)提高1%?2%;當(dāng)石子針片狀含量時(shí)，空隙率增加，砂率應(yīng)提高1％?2%;

這里需要注意的是，當(dāng)石子最大粒徑較大時(shí)，石子通常為單粒級(jí)，最好用二種以上大小石子級(jí)配使用。

卵石和破碎卵石顆粒形狀好，針片狀少，粗集料間的摩擦力小，需要用來(lái)潤(rùn)滑的砂漿少，因此可以降低砂率。當(dāng)使用卵石時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低砂率3%;當(dāng)選用破碎卵石時(shí)，降低砂率1%，2%。

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混凝土坍落度的影響和調(diào)整

混凝土坍落度對(duì)砂率的影響，也是技術(shù)人員常常忽略的一個(gè)問(wèn)題。許多技術(shù)人員在混凝土生產(chǎn)時(shí)，不管混凝土坍落度大小，不管坍落度要求是150mm，還是200mm，只要混凝土強(qiáng)度一樣，就是一個(gè)配比、一個(gè)砂率。

混凝土砂率應(yīng)該根據(jù)混凝土不同坍落度要求，相應(yīng)調(diào)整：坍落度每增加20mm，砂率增加1%;坍落度每減小20mm，砂率降低1%。

當(dāng)混凝土坍落度損失較大時(shí)，為了保證到場(chǎng)混凝土的坍落度，先放大出機(jī)坍落度，這時(shí)還應(yīng)該考慮的是以現(xiàn)場(chǎng)的混凝土坍落度大小來(lái)決定砂率，不然有可能是出機(jī)混凝土砂率合適，但經(jīng)過(guò)坍落度損失，現(xiàn)場(chǎng)混凝土砂率偏大，造成混凝土流動(dòng)性差。

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砂子含石率的影響和調(diào)整

在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，砂子中常常含有小卵石，并且常常是一批一批不一樣，如果不考慮砂含石問(wèn)題，會(huì)使得混凝土實(shí)際砂率不合理。當(dāng)砂子由不含石變成有含石或含石率由小變大時(shí)，混凝土砂率偏低，混凝土粘聚性和保水性較差；而當(dāng)砂子由含石變?yōu)椴缓蚝视纱笞冃r(shí)，混凝土砂子砂率偏高，混凝土坍落度變小，坍落度損失增加。

標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有含石率的定義。標(biāo)準(zhǔn)中定義砂子的公稱粒徑小于5.00mm，砂顆粒級(jí)配規(guī)定5.00mm累計(jì)篩余為0%~10%。如何來(lái)確定含石率呢，各個(gè)企業(yè)各個(gè)技術(shù)人員不統(tǒng)一，且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。

在此建議建立企業(yè)的技術(shù)文件予以規(guī)定含石率定義和試驗(yàn)方法?，F(xiàn)提供一種含石率的確定方法。試驗(yàn)以稱取干砂1000g，用9.5mm和4.75mm的方孔篩手篩，計(jì)算篩余率，將9.5mm的篩余率加上4.75mm的篩余率超過(guò)5%的部分，作為含石率（注意，此時(shí)含石率計(jì)算的基準(zhǔn)是全部砂子，與含水率計(jì)算不一樣）。

確定含石率后，調(diào)整也就是將砂子中的石子部分當(dāng)做石子。例如一配比中砂子750kg，石子1050kg，砂子含石率8%，那么調(diào)整后的砂子用量為：750/(1-8%) =815kg；石子用量為1050-(815-750)=985kg。

如上，含石率的調(diào)整和砂率調(diào)整的結(jié)果一樣，無(wú)外乎砂石總量不變，調(diào)整砂石的比率，但是必須注意到這兩種調(diào)整的內(nèi)涵不一樣。

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施工方式和澆筑部位對(duì)砂率的影響

在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，還必須根據(jù)不同的施工方式，不同的澆筑部位，合理的調(diào)整混凝土砂率。

如自卸混凝土，可適當(dāng)降低砂率；泵送混凝土，特別是地泵泵送且泵管較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高砂率；當(dāng)澆筑外檐等薄壁結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高砂率。

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結(jié)合考慮及示例

在實(shí)際的混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，混凝土原材料是變化的，特別是砂石的情況可能與混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)完全不同，并且其變化可能比較頻繁，技術(shù)人員不太可能能夠做到砂子變化后就及時(shí)重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，因此要求技術(shù)人員能夠根據(jù)砂石的變化，及時(shí)進(jìn)行配合比砂率的調(diào)整，保證混凝土的正常生產(chǎn)'下面舉例說(shuō)明當(dāng)砂石料變化時(shí)砂率的調(diào)整方法。

例：某基準(zhǔn)配合比如下    單位：kg/m3

該基準(zhǔn)配合比設(shè)計(jì)時(shí)選用的砂子為細(xì)度模數(shù)2.5,含石為0%，石子為5%?25mm碎石，混凝土坍落度180mm。

當(dāng)實(shí)際生產(chǎn)時(shí)砂石都出現(xiàn)變化，砂子細(xì)度模數(shù)為2.0，含石率為12%，石子變?yōu)?%?20mm碎石，混凝土坍落度要求200mm。

這時(shí)可以按照以下步驟進(jìn)行調(diào)整：

1    .先考慮砂子的含石率，調(diào)整砂率（此時(shí)其實(shí)調(diào)整的并不是砂率，而只是因?yàn)樯白又杏新咽?，需要將砂子中的卵石在石子中扣除）?/p>

ms=755/(1-12%)=858kg

mg=1087-(858-755)=996kg

2. 率的調(diào)整

先考慮砂子由細(xì)度模數(shù)2.5變?yōu)?.0，細(xì)度模數(shù)減小0.5,砂率應(yīng)降低5X(0.5%?1%)， 取3%;

考慮石子最大公稱粒徑由25mm變?yōu)?0mm，砂率應(yīng)增加1%;

考慮混凝土坍落度由180mm提高到200mm，砂率應(yīng)提高1%(這里坍落度大小的調(diào)整用外加劑摻量調(diào)整，沒(méi)有調(diào)整用水量和膠凝材料用量）;

綜合上面三個(gè)方面的調(diào)整，砂率調(diào)整幅度為-3%+1%+1%=-1%，砂率降低1%:

如此，該配合比根據(jù)砂石料的變化和不同的混凝土技術(shù)要求，通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算得出了針對(duì)現(xiàn)有砂石和技術(shù)要求的混凝土砂率。

在生產(chǎn)時(shí)，可以按照該砂率進(jìn)行生產(chǎn)，取樣進(jìn)行混凝土拌合物檢驗(yàn)，當(dāng)和易性仍不夠滿足要求，根據(jù)混凝土的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行砂率微調(diào)即可。

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結(jié)論

砂率對(duì)混凝土的各方面性能有著重要作用，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，如果不能及時(shí)根據(jù)不同的技術(shù)要求和材料變化及時(shí)調(diào)整，找到合理砂率，混凝土的生產(chǎn)就可能出現(xiàn)問(wèn)題，質(zhì)量就無(wú)法保證。針對(duì)不同的種類的原材料，比如集料的品種、規(guī)格、級(jí)配、細(xì)度模數(shù)不同，不同的施工要求等諸多因素需要對(duì)砂率進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，對(duì)混凝土的質(zhì)量意義很大。

以上所述的是普通混凝土砂率的調(diào)整方法，對(duì)于特殊的混凝土，如自密實(shí)混凝土、纖維混凝土、輕集料混凝土、透水混凝土等，砂率在混凝土中的情況不盡相同，因此還應(yīng)考慮其他性能要求進(jìn)行調(diào)整。

作者：沈宏達(dá)     

信息來(lái)源：混凝土視頻網(wǎng)