组合砂应用技术研究

沈必文，颜晓燕

SHEN Biwen1，YAN Xiaoyan2(1.舟山豪舟混凝土预拌有限公司，浙江 舟山316000;2.舟山市大昌预拌混凝土有限公司，浙江 舟山316021)

随着建设规模的不断扩大和国家对环境保护的日益加强，天然砂资源日趋紧张，优质天然砂数量越来越少，价格也不断走高，以致严重制约了预拌混凝土行业的健康发展。

近年来，人工砂的使用比例逐年提高，但限于人工砂的生产工艺，普遍存在偏粗、颗粒级配不尽合理的问题，其单独使用的效果并不十分理想。天然细砂尽管较易获得，但单独使用效果也不理想。

通过人工砂与天然细砂的组合，较好地解决了这些问题［1］，组合砂在较长一段时期内将是预拌混凝土的主流用砂。

1 组合模式

组合砂的组合有两种模式:一种是使用前完成(A 模式);另一种是在混凝土配料计量阶段完成(B模式)。

根据《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准(JGJ 52—2006)》［2］的定义，由天然砂与人工砂按一定比例组合而成的砂称为混合砂。A 模式完全符合混合砂的定义，B 模式在搅拌前两种砂互相独立并不混合，称之为组合砂更加贴合实际。

A 模式的检验、使用与传统砂一致，堆场、料仓无需增加。B 模式则需单独检验、单独堆放、组合使用，对堆场、料仓数量要求较A 模式要高，检验也相对繁琐，但B 模式最大的优点就是实现了细集料细度模数的灵活可调，即实现了细集料性能的可设计性。

众所周知，低强混凝土宜用细砂，高强混凝土宜用粗砂，预拌混凝土企业在一台搅拌机上要生产不同等级的混凝土，使用天然砂或A 模式混合砂无法根据混凝土等级来调节细集料细度模数，而B 模式组合砂则可以完美实现，其优势是传统模式无法实现的。

2 组合砂相关技术指标的计算

2.1 组合砂细度模数的计算

根据细度模数计算公式

已知粗砂1 的细度模数为μf1，细石含量β11;已知细砂2 的细度模数为μf2，细石含量β12;粗砂1 的组合比例为K，可以推导出组合砂的细度模数计算公式

当β11、β12接近时，公式可简化为:

2.2 组合比例的计算

当采用B 模式时，我们往往希望有目的地设定细度模数，即根据目标细度模数来求组合比例，

以上公式为理论推导公式，因此较为繁琐，利用软件计算时可采用。当两种砂细石含量不高且采用手工计算时可考虑简化为下式，不难看出，按简易公式求取的组合比例条件下组合砂的细度模数略小于目标值，这个差值随两种砂的细石含量差值增大而增大。

2.3 组合砂级配区属判断

组合砂的级配区属判断可根据两种砂的累计筛余按组合比例合并求取，既可以根据级配区数值判断，也可以根据级配区属用图形判断。

2.4 其他技术指标

部分指标如贝壳含量、泥含量、泥块含量、氯离子含量等可以根据组合比例合并求取。部分指标如压碎值、孔隙率、坚固性等指标可根据组合比例组合后实际测试求得。

3 实际应用指南

B 模式的精髓是粗细砂独立计量、组合使用来实现细集料的性能可调，细度模数区间的上/下限分别是粗、细砂的细度模数。

根据目标细度模数求取组合比例K，尽量使级配区属在Ⅱ区并确保其他指标符合标准、规范要求［3］。根据混凝土等级的高低按低等级混凝土细度模数小、高等级混凝土细度模数大的原则设定组合比例K。

3.1 应用实例

以舟山豪舟混凝土预拌有限公司近期用砂为例，人工砂、淡化海砂性能指标见表1、表2，级配曲线参见图1。

图1 人工砂、淡化砂、组合砂筛分曲线

表1 累计筛余与细度模数

表2 其他指标

从图1 不难看出，这两种砂均不理想，均不适合单独使用。

现设定目标细度模数2.40、2.60、2.80、3.00 四种组合砂，其组合比例、性能指标见表3～5。级配曲线参见图1。

表3 组合砂组合比例

表4 组合砂累计筛余与细度模数

表5 组合砂其他指标

从数据和图表可以看出，组合砂技术指标良好，贝壳含量、氯离子较淡化海砂有较大幅度的降低，有利于保证沿海地区预拌混凝土产品质量。

3.2 组合砂应用注意事项

与天然砂或A 模式混合砂一样，应对供应商进行优选，从源头上来保证砂质量的稳定性。尽管B模式组合砂理论上为细集料性能的控制提供了更多可能，但频繁调整组合比例不利于组合砂性能的控制，也影响预拌混凝土的正常生产与质量控制。

应根据一种砂有目的地选择合适的另一种砂，选择原则是有较大的组合比例空间及组合砂性能的优化并考虑价格因素。

在实际使用时，无论哪一种砂变化，都应及时调整组合比例来确保组合砂性能的稳定。

4 结 语

组合砂独立检验、组合使用有效实现了预拌混凝土用细集料性能的灵活可调，可以根据预拌混凝土的要求来设定细集料性能，为预拌混凝土质量控制提供了更多的技术途径。

人工砂与天然细砂组合使用，两者互为补充，可以解决天然细砂、人工砂单独使用的诸多弊病［4］，可以充分利用地方砂特别是细砂资源，在沿江、沿海等有细砂资源的地区有较大的推广价值。

［1]沈必文，颜晓燕.谈石屑在预拌混凝土中的应用［J］.建材与装饰，2011(3):208 -209.

［2]中国建筑科学研究院.JGJ 52—2006 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准［S］.北京:中国建筑工业出版社，2006.

［3]中国建筑科学研究院，浙江中联建设集团有限公司.JGJ 206—2010 海砂混凝土应用技术规范［S］.北京:中国建筑工业出版社，2010.

［4]陈家珑，周文娟.我国人工砂的发展问题探讨［J］. 建筑技术，2007(11):849 -852.