混凝土细骨料试验中砂细度模数问题研究

天津城建大学，天津 300384

某建筑工程在砼骨料勘测过程中，将细骨料细度模数作为砂质量衡量的主要指标及混凝土和易性、抗渗性及经济指标判断依据。在500g 砂样颗粒级配试验中，天然状态下5.0mm、2.50mm、1.18mm、0.53mm、0.16mm、0.32mm筛孔分计百分数分别为24.6%、37.6%、57.1%、69.5%、73.3%。本文对该建筑工程在混凝土细骨料试验中关于砂细度模数问题进行了简单的分析，具体如下：

1 混凝土细骨料细度模数概述

砂细度模数是混凝土细骨料中砂粗细程度的衡量标准。在混凝土拌合比例设计阶段，依据砂细度模数大小，可进行砂率调整及单位用水量设计，从而保证混凝土整体拌合稠度符合要求。根据混凝土砂细度模数变化，其主要可分为粗砂、中砂、细砂、特细砂两种类型。

表1 混凝土细骨料细度模数

2 混凝土细骨料试验中砂细度模数分析

2.1 混凝土细骨料细度模数计算方法

砂细度模数主要由美国在20 世纪初期提出，其并没有确切的度量单位及物理意义，是砼细骨料质量指标的主要评价模块。在砂细度模数计算过程中，需要选择不同细度模数的砂，依照一定的配比等级划分之后，结合掺量百分比加权计算，可得出对应砂细度模数。或者选择细度模数大小不一的砂，通过具体实验获得不同状态下砂分级筛余百分比，然后将分级筛百分比依照具体混合比例进行加权审计，再依据细度模数计算公式得出混凝土总体细度模数。通过对混凝土细骨料砂细度模数计算公式可得出，在混凝土拌合比试验中，混合料细度模数与组织砂细度模数并没有线性联系，因此采用单一细度模数计算方法并不能有效确定最终计算数值的准确性［1］。因此在实际试验过程中可依照《建筑用砂》的相关规定，进行不同细度模数机制砂筛分试验。

2.2 混凝土细骨料砂细度模数试验设计

现行《规程》中，要求的建筑砂料颗粒级拌合试验方法主要为：称取砂烘干料500g，然后依据筛孔要求，进行套筛的依次排列。本次试验对象主要为标准天然砂，选择5.0kg 天然砂，将其分批次放置在烘干设备中，110℃恒温24h。在其冷却至常温后，可进行天然砂质量的称量。在天然砂称量完毕后，可将其再次放置在烘干设备中，恒定110℃，24h。在其冷却后可进行再次称量，若两次称量质量变化幅度在0.10%以内，则可确定该称量砂土含水量合格，反之则需要再次烘干测量。将烘干沙土分为2 组，每组500g，分别标号-1、-2，并采用圆孔筛及方孔筛两种筛分模式。其中圆孔筛筛分孔洞为5mm、2.50mm、1.18mm，而方孔筛筛分孔洞为0.53mm、0.16mm、0.32mm。在每次筛分作业中，应控制每个级别筛孔每分钟通过砂样总量在0.10%以下。在筛分试验设备中，需要进行连续5min 筛分，并进行试验数据记录，随后再重新筛分称量，若两次称量数值在0.10%以下，则表明筛分良好。

然后将砂重新收集并随机编号，分为天然状态下、含泥量为0 时两种情况，每个类别10 组。天然状态下编号为-1 到-10，放置在110℃恒定烘干设备中维持24 小时并降至常温；而含泥量为0 时，主要编号为1-10，其需要采用同样的方法烘干晾至常温后，再采用筛分、水冲等措施，降低砂中含泥量［2］。

2.3 混凝土细骨料砂细度模数设计实施

依据混凝土细骨料试验中砂细度模数计算方法，则可以得出在天然状态下，中砂细度模数为［（24.6+37.6+57.1+69.5+73.3）-5×0］/100-0=2.626，这一砂细度模数数值属于中等砂范围内，与天然建筑材料对砼用砂技术标准相符。但是由于该人工砂含泥量试验结构在0.08mm 以下，其粒径含量在32.0%以上，并没有的达到《天然建筑材料勘测规程》的相关要求，因此依据相关要求，可在该砂料细度模数计算过程中，忽略砂细度模数在0.08mm 以下的可能，即在实际砂细度模数计算过程中，设定粒径在0.08mm 以上的筛分土重一定，则含泥量为0 时，5.0mm 筛孔、2.50mm 筛孔、1.18mm、0.53mm、0.16mm、0.32mm 筛孔分计百分数分别为30.5%、47.6%、74.3%、89.1%、95.3%。试样总量为：500g-100g（＜0.08mm砂重量）=400g。在砂含泥量为0 时的细骨料细度模数计算过程中，其细度模数为：［（30.5+47.6+74.3+89.1+95.3）-5×0］/100-0=3.37。

由于该细度模数在粗砂范围内，相较于天然状态下，砂细度模数值2.626 而言，整体粒径在标准砼用砂技术要求内，且含泥量在3.0%以下。由于筛分分析法并不能保证每个级别的砂含泥量颗粒筛净，而部分细度在0.08mm 一下的砂仍然粘附在局部工程中，这种情况下，就需要综合采用筛分+水冲洗的方法，进一步降低砂含泥量，便于砼拌合稠度与标准要求相符。在水冲法实施完毕之后，将相关砂样烘干并进行颗粒级配试验，可得出其细度模数为=［（47.9+65.6+50.8+91.8+96.4）-5×0］/100-0=3.888。此细度模数虽然在粗砂范围以外，但是其平均粒径为0.569，与标准技术要求相符［3］。

3 总结

综上所述，相较于分计筛余计算法，细度模数计算法准确率较高且实际误差较小，可在两种或多种砂混合细度模数计算中发挥良好的效益。因此在土木工程施工勘测环节，相关施工人员需依据前期含泥量设置情况，进行砂样注水清洗，控制细骨料砂含泥量在3.0%以下。并在颗粒级配比试验中，将冲洗过的砂颗粒纳入总体重量中，依此为依据进行工程细骨料砂颗粒级配试验，保证整体细骨料运用效益。