细骨料
砂按产源分为天然砂和机制砂两类。天然砂是指自然生成的，经人工开采和筛分的粒径小于4.75mm的岩石颗粒，包括河砂、湖砂、山砂、淡化海砂，但不包括软质、风化的岩石颗粒。机制砂是指经除土处理，由机械破碎、筛分制成的粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒，但不包括软质、风化的颗粒，俗称人工砂。
建筑用砂的质量要求主要有以下几个方面：
（1）砂的粗细程度与颗粒级配 砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起的平均粗细程度。在砂用量相同的条件下，若砂子过细，则砂的总表面积就较大，需要包裹砂粒表面的水泥浆的数量多，水泥用量就多；若砂子过粗，虽能少用水泥，但混凝土拌合物黏聚性较差，容易发生分层离析现象。所以，用于混凝土的砂粗细应适中。
砂的颗粒级配是指大小不同粒径的砂粒相互之间的搭配情况。在混凝土中，砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为了节约水泥和提高混凝土强度，就应尽量减小砂粒之间的空隙。从图6.2可以看出：如果是相同粒径的砂，空隙就比较大，如图6.2（a）所示；用两种不同粒径的砂搭配起来，空隙就减小了，如图6.2（b）所示；用三种不同粒径的砂搭配，空隙就更小了，如图6.2（c）所示。因此，要减小砂粒间的空隙，就必须用粒径不同的颗粒搭配。
综上所述，混凝土用砂应同时考虑砂的粗细程度和颗粒级配。当砂的颗粒较粗且级配良好时，砂的空隙率和总表面积均较小，这样不仅节约水泥，还可以提高混凝土的强度和密实性。
图6.2 砂的颗粒级配
（a）相同粒径的砂；（b）两种不同粒径的砂；（c）三种不同粒径的砂
砂的粗细程度和颗粒级配常用筛分析法进行评定。筛分析法是用一套公称直径分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm的标准方孔筛各一只，并附有筛底和筛盖；将500g干砂试样倒入按筛孔尺寸大小从上到下组合的套筛上进行筛分，分别称取各号筛上筛余量m1、m2、m3、m4、m5、m6，并计算出各筛上的分计筛余a1、a2、a3、a4、a5、a6（各筛上的筛余量除以试样总量的百分率）及累计筛余A1、A2、A3、A4、A5、A6（该筛的分计筛余与筛孔大于该筛的各筛的分计筛余之和）。砂的筛余量、分计筛余、累计筛余的关系见表6.2。根据累计筛余百分率可计算出砂的细度模数和划分砂的级配区，以评定砂子的粗细程度和颗粒级配。
表6.2 筛余量、分计筛余百分率、累计筛余百分率的关系
砂的细度模数计算公式为：
式中 A1，…，A6——依次为公称直径4.75mm，…，150μm筛上的累计筛余百分率；
Mx——砂的细度模数。
细度模数越大，表示砂越粗。砂按细度模数分为粗、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。
砂的颗粒级配应符合表6.3的规定。对于砂浆用砂，4.75mm筛孔的累计筛余量应为0，配制混凝土时宜优先选用2区砂。当采用1区砂时，应提高砂率，并保证足够的水泥用量，满足混凝土的和易性。当采用3区砂时，宜适当降低砂率。天然砂的级配范围曲线如图6.3所示。
表6.3 砂的颗粒级配（GB/T14684—2011）
注：砂的实际颗粒级配与表中累计筛余相比，除4.75mm和600μm筛外，可以略有超出，但各级累计筛余超出值总和不应大于5％。
图6.3 天然的级配范围曲线
砂按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类。砂的级配类别见表6.4。
表6.4 砂的级配类别（GB/T14684—2011）
（2）砂的含水状态 砂在实际使用时，一般是露天堆放的，受到环境温湿度的影响，往往处于不同的含水状态。在混凝土的配合比计算中，需要考虑骨料的含水状态对用水量和骨料用量的影响。
实际工程中，砂的含水状态有4种，如图6.4所示。
图6.4 砂含水状态的示意图（阴影为含水部分）
（a）绝干状态；（b）气干状态；（c）饱和面干状态；（d）湿润状态
1）绝干状态（烘干状态）。砂粒内外不含任何水，通常在（105±5）℃条件下烘干而得。混凝土配合比设计时计算砂用量的基准为干燥状态。
2）气干状态。砂粒表面干燥，内部孔隙中部分含水。气干状态指与室内或室外（晴天）空气平衡的含水状态，其含水量的大小与空气相对湿度和温度密切相关。
3）饱和面干状态。砂粒内部孔隙含水达到饱和状态，而表面的开口孔隙及面层却处于无水状态。拌和混凝土的砂处于这种状态时，与周围水的交换最少，对混凝土配合比中水的用量最小。水利工程上通常采用饱和面干状态计量砂的用量。
4）湿润状态。砂粒内部吸水饱和，其表面还被一层水膜覆盖，颗粒间被水充盈。施工现场，特别是雨后常出现此种状况。搅拌混凝土中计量砂用量时，要扣除砂中的含水量；同样，计量水用量时，要扣除砂中带入的水量。
（3）砂的含泥量、石粉含量和泥块含量 天然砂的含泥量和泥块含量应符合表6.5的规定。
表6.5 含泥量和泥块含量（GB/T14684—2011）
机制砂MB值≤1.4或快速法试验合格时，石粉含量和泥块含量应符合表6.6的规定。MB值，又称亚甲蓝值，是用于判定机制砂中粒径小于75μm颗粒的吸附性能的指标。当MB值≤1.4，则判断以石粉为主；当MB值〉1.4，则以泥粉为主。
表6.6 石粉含量和泥块含量（GB/T14684—2011）
（4）有害物质 用来配制混凝土的砂要求清洁不含杂质，以保证混凝土的质量。但实际上砂中常含有云母、硫酸盐、黏土、淤泥等有害杂质，这些杂质黏附在砂的表面，妨碍水泥与砂的黏结，降低混凝土的强度，同时还增加混凝土的用水量，从而加大混凝土的收缩，降低混凝土的耐久性。一些硫酸盐和硫化物还对水泥石有腐蚀作用。氯化物容易加剧钢筋混凝土中钢筋的锈蚀，也应进行限制。《建设用砂》（GB/T14684—2011）对砂中有害物质含量做了具体规定，见表6.7。
表6.7 砂中有害物质限量（GB/T14684—2011）
续表6.7
注：对于有抗冻、抗渗或其他特殊要求的≤C25混凝土用砂，其含泥量不应大于3.0％，泥块含量不应大于1.0％。
（5）坚固性 砂子的坚固性是指砂在自然风化和其他外界物理化学因素作用下抵抗破裂的能力。通常用硫酸钠溶液干湿循环5次后的质量损失来表示砂子坚固性的好坏，对砂子的坚固性要求见表6.8。
表6.8 砂的坚固性指标（GB/T14684—2011）
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