砂
砂石是混凝土的主要组成之一，习惯称集料或骨料，在混凝土中起骨架作用。粒径在4.75mm以上者称石子，4.75mm以下者为砂子。主要有天然砂和人工砂两类。天然砂包括河砂、湖砂、海砂和山砂。建设工程中一般采用河砂作为细骨料。
《建筑用砂》GB/T 14684中，将砂按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。Ⅰ类宜用于强度等级大于C60的混凝土;Ⅱ类宜用于强度等级为C30～C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土;Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土。
(1)有害杂质含量
表3.1.4 砂中含泥量和泥块含量规定表
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项目 |
指标 | ||
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Ⅰ类 |
Ⅱ类 |
Ⅲ类 | |
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含泥量（按质量计）（%） |
＜1.0 |
＜3.0 |
＜5.0 |
|
泥块含量（按质量计）（%） |
0 |
＜1.0 |
＜2.0 |
表3.1.5 砂中有害物含量规定表
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项目 |
指标 | ||
|
Ⅰ类 |
Ⅱ类 |
Ⅲ类 | |
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云母（按质量计）（%） |
＜1.0 |
＜2.0 |
＜2.0 |
|
轻物质（按按质量计）（%） |
＜1.0 |
＜1.0 |
＜1.0 |
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有机物（比色法） |
合格 |
合格 |
合格 |
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硫化物及硫酸盐（按SO3R质量计）（%） |
＜0.5 |
＜0.5 |
＜0.5 |
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氯化物（以氯离子质量计）（%） |
＜0.01 |
＜0.02 |
＜0.06 |
(2)粗细程度及颗粒级配
砂的粗细程度是指不同粒径的砂混合在一起时的平均粗细程度。在砂用量相同的情况下，若砂子过粗，则拌制的混凝土黏聚性较差，容易产生离析、泌水现象;若砂子过细，砂子的总表面积增大，虽然拌制的混凝土黏聚性较好，不易产生离析、泌水现象，但水泥用量增大。所以，用于拌制混凝土的砂，不宜过粗，也不宜过细。
砂的颗粒级配是砂大、中、小颗粒的搭配情况。砂大、中、小颗粒含量的搭配适当，则其孔隙率和总表面积都较小，即具有良好的颗粒级配。用这种级配良好的砂配制混凝土，不仅所用水泥浆量少，节约水泥，而且还可提高混凝土的和易性、密实度和强度。
砂的粗细程度和颗粒级配通过筛分析法确定。
筛分析法是用一套孔径为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm、0.30mm和0.15mm的标准方孔筛的，按照筛孔的大小顺序，将用9.50mm方孔筛筛出的500g干砂，由粗到细过筛，称得各号筛上的筛余量。并且计算出各筛上的分计筛余百分率a0、a1、a2、a3、a4、a5和a6(各筛上的筛余量占砂样总重的百分率)及累计筛余百分率A1、A2、A3、A4、A5和A6(各号筛的分计筛余百分率加上大于该筛的分计筛余百分率之和)，其关系见表3.1.6。
表3.1.6累计筛余与分计筛余的关系
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筛孔尺寸（mm） |
分计筛余（%） |
累计筛余（%） |
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4.75 |
a1 |
A1=a1 |
|
2.36 |
a2 |
A2=a1+a2 |
|
1.18 |
a3 |
A3=a1+a2+a3 |
|
0.60 |
a4 |
A4=a1+a2+a3+a4 |
|
0.30 |
a5 |
A5=a1+a2+a3+a4+a5 |
|
0.15 |
a6 |
A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6 |
砂的粗细程度用细度模数MX表示，计算公式为：
砂按细度模数MX分为粗、中、细三种规格：3.7～3.1为粗砂，3.0～2.3为中砂，2.2～1.6为细砂。粗、中、细砂均可作为普通混凝土用砂，但以中砂为佳。
砂的颗粒级配用级配区表示，根据《建筑用砂》GB/T14684规定，对细度模数为3.7～1.6的砂，按累计筛余百分率划分为三个级配区，见表3.1.7.混凝土用砂的颗粒级配应处于表中的任何一个级配区内，表中所列的累计筛余百分率，除4.75mm和0.60mm筛号外，允许稍有超出分界线，其总量不大于5%。
表3.1.7砂颗粒级配区(累计筛余(%))
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1区 |
2区 |
3区 | |
|
9.50 |
0 |
0 |
0 |
|
4.75 |
10～0 |
10～0 |
10～0 |
|
2.36 |
35～5 |
25～0 |
15～0 |
|
1.18 |
65～35 |
50～10 |
25～0 |
|
0.60 |
85～71 |
70～41 |
40～16 |
|
0.30 |
95～80 |
92～70 |
85～55 |
|
0.15 |
100～90 |
100～90 |
100～90 |
砂颗粒级配区中，1区砂颗粒较粗，宜用来配制水泥用量多(富混凝土)或低流动性普通混凝土;2区为中砂，粗细适宜，配制混凝土宜优先选用2区砂;3区颗粒偏细，所配混凝土拌和物粘聚性较大，保水性好，但硬化后干缩较大，表面易产生微裂缝，使用时宜适当降低砂率。
某砂样筛分结果列于表3.1.8中，试评定该砂的粗细程度和颗粒级配。
表3.1.8某砂样(干砂500g)筛分结果
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筛孔尺寸（mm） |
分计筛余 |
累计筛余率（%） | |
|
筛余量（g） |
分计筛余率（%） | ||
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4.75 |
25 |
5 |
5 |
|
2.36 |
80 |
16 |
21 |
|
1.18 |
70 |
14 |
35 |
|
0.60 |
95 |
19 |
54 |
|
0.30 |
105 |
21 |
75 |
|
0.15 |
100 |
20 |
95 |
|
＜0.15 |
25 |
5 |
— |
属于中砂，查表3.1.7得，该批砂颗粒级配区为2区。
结果评定：该砂样为2区中砂。
(3)砂的物理性质
表观密度一般为2.55～2.75g/cm 3，干砂堆积密度一般为1450～1700kg/m3，随砂含水率的变化其堆积体积也发生变化。若以干砂为标准，当含水率为5%～7%时，体积增大25%～30%，这是由于砂子表面的吸附水膜造成，而继续增大水量时，水膜破裂体积反而缩小，所以在拌制混凝土时，砂子用量以质量控制较为可靠。
砂子的含水状态分全干、气干、表干和潮湿四种状态，其含水量各不相同，为了消除其对混凝土质量的影响，标准规定，骨料以干燥状态设计配合比，其他状态含水率应进行换算。
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