高性能混凝土对沙石骨料的要求规范及常见问题

近年来，随着高质量的天然沙石资源枯竭，人工机制砂逐渐成为混凝土生产的主要原材料来源。沙石骨料在混凝土中可起到骨架或填充作用，使混凝土更加稳定、耐久、耐磨，质量更好。而如果人工沙石骨料质量差、级配不合理、粒形差、空隙率高、含粉量高，不仅影响混凝土的抗渗透性和强度，对耐久性能也会带来很多不利影响。那么，高性能混凝土对沙石骨料有哪些基本要求呢？本文将为您详细讲解这一问题以及混凝土骨料的一些关键性常识。

高性能混凝土对沙石骨料的要求规范

混凝土用沙石骨料分为粗细两种，对细骨料（粒径在0.15-5mm之间的岩石颗粒，如河砂、山砂、海砂等）的基本要求有：级配合理，细度模数符合要求，含泥量、含有害杂质含量达标，密度、吸水率、碱活性符合要求等。而且对机制砂原料属性、含粉量、粒形等也有较高要求。

混凝土对粗骨料（粒径大于5-100mm的岩石颗粒，如卵石、碎石等）的主要要求有级配、粒形、坚固性达标，石粉含量、泥块含量、有害杂质含量在规定范围内，密度和吸水率符合要求等。

为了保证混凝土的强度，粗骨料需具备一定强度，一般用压碎指标来控制。

为抵抗冷冻融化和自然的风华作用，粗骨料需具有足够的坚固性，以具有更长的寿命。

为获得密实、高强度的混凝土，减少水泥浆用量，粗骨料需具备良好的级配，完整颗粒填满缝隙，颗粒总比外表面积小。

为保证混凝土的强度和耐久性，对粗骨料的泥含量、有害杂质含量、有机质含量也都有一定的限制要求。

何为良好的沙石骨料级配？它有什么作用？

沙石骨料的级配是指不同粒径的沙粒相互搭配的情况。骨料即沙石等颗粒状松散材料，骨料级配就是组成骨料的不同不同粗细颗粒间的比例构成关系，是衡量骨料粗细的重要指标。

不同的沙子有不同的级配，颗粒粒径越小，所占的比例越大，说明沙子也越细，相反粒径大的颗粒比例越大，沙子越粗。

良好的级配是指骨料中含有较多的粗颗粒，并以适当的中颗粒及小颗粒填充其空隙，使砂的空隙率和总表面积均减小，从而使施工时混凝土凝胶材料浆量减少，经济性好，并能提高混凝土的和易性、密实性、强度和耐久度。

良好级配的沙石骨料生产线的设计原则有哪些？

沙石骨料破碎系统一般由给料系统、输送系统、破碎系统和筛分系统组成，合理的生产工艺流程配置，不但可以提高效率，而且可以使成品骨料的级配更高。具体的优良沙石骨料生产线设计原则如下：

多级破碎；处理前后期级配，提高级配级别；使用中转料仓；多筛少破，多破少磨，提高效率，减少能耗；根据产量和运输高度合理定制皮带宽度；根据生产需求和场地实际情况合理布局现场。

如果沙子太细，对混凝土有什么影响？

不同粒径的砂粒混合在一起后，在用砂量相同的情况下，粗颗粒的表面积小，细颗粒的表面积大，包裹骨料用的水泥多少就会有所差别。

如果沙子粒径太细，沙子的表面积过大，虽然混凝土的黏聚性、保水性较好，但由于混凝土需水量会增加，而且用细砂配置的混凝土其可泵性、保塑性均差，混凝土强度会下降，而且易开裂，严重影响其质量。

如果沙子的粒径过粗，沙子的表面积较小，混凝土的黏聚性、保水性会较差。

如果沙子含泥量大，甚至泥块，对混凝土影响大吗？

含泥量是指天然砂中公秤粒径小于80um颗粒的含量，包括黏土、淤泥和细屑。一般包裹在砂颗粒表面，妨碍水泥浆与砂的黏结。如果含泥量过大，混凝土需水量会变多，造成保塑性差、收缩加大，结构易裂开。因此，需要控制含泥量的比例≤3%（C30~C50），高强混凝土含泥量要求更严格。而泥块除了上述影响外，还会使混泥土强度、耐入性降低。比如，泥块会削弱混凝土断面，浇筑地面时泥块上浮，干缩后会在表面形成凹坑等缺陷。

混凝土中，石粉含量多少合适？

石粉含量是指人工砂或混合砂骨料中粒径小于80um的颗粒含量。适当的石粉含量不仅可以弥补人工机制砂颗粒多棱角给混凝土带来的不利，还可以完善沙子级配，提高混凝土的密实性，进而提高其综合性能。

人工砂中的石粉主要成分为碳酸钙，但水化作用并不是无限的。 石粉含量过大，会影响水泥与骨料黏结，降低混凝土性能，影响其耐久性能，因为单方石粉承担的保水量明显减少，干缩性明显变大。

研究数据表明，为了保证混凝土具有较佳的综合性能，一般C50以下混凝土石粉含量应控制在10%~15%之间，而C50以上混凝土石粉含量应该不超过10%，同样配比的混凝土方案，鹅卵石混凝土要比碎石混凝土的强度小3-4MPa。