关于沥青混合料用砂级配区间的探讨

关于沥青混合料用砂级配区间的探讨

随着科学技术的发展，高度质量的质量越来越受到重视。人们以往关注的只有胶凝材料、粗集料、细集料、水的质量,而对水泥混凝土用砂和沥青混合料用砂只提到应符合一定的级配区间。对砂的级配不符合所要求的级配区间应如何调整,没有进行分析。下面以水泥混凝土用砂为例,进行一下研究。1砂的级配及变迁集料中把粒径在5～0.16mm的颗粒称为砂。把砂中颗粒大小相近,物理性质和化学性质相似的颗粒划分成组,每一组称为一个粒级。砂中各粒级相互搭配的情况称为砂的级配。根据国内外多年的生产实践科学研究,又将砂的级配归纳为连续级配和间断级配两大类。连续级配是砂的颗粒由大到小连续分级,每一组粒级都占有适当的比例。间断级配是将中间剔除一个或多个粒级,形成一种不连续的级配。连续级配的砂空隙率随分级的增加而减少。同一条件下,间断级配的砂比连续级配的砂空隙率明显减少,如表1,这是间断级配的优越性,但间断级配易使混合料出现离析现象。增加了施工难度。而自然界中的砂都属连续级配,因此,要掺和使用。2砂的等级参数和厚度2.1筛余量的确定及级配参数的确定砂的级配可通过砂的筛析试验(参看《集料试验规程GB\T0327-2000》)确定。砂的筛析试验是将砂烘干至恒重,过10mm孔径的圆孔筛。再用四分法缩分取500g(或1000g)置于一套标准筛(筛孔尺寸分别为5mm、2.5mm、1.25mm、0.63mm、0.315mm、0.16mm的圆孔筛或筛孔尺雨分别为4.75mm、2.63mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm的方孔筛)上,按由大到小的顺序过筛,求出各筛的存留质量(即为筛余量),然后根据各筛的筛余量计算以下3个级配参数。(1)计算筛选后的百分率%：检测到的样品的百分率占样品总质量的百分率ai=miΜ100%ai=miM100%式中:ai为某号筛的分计筛余,%;mi为某号筛的筛余质量,g。(2)b样总质量的百分率ai某筛的筛余质量和大于该筛的筛余质量之和占试样总质量的百分率。Ai=a1+a2+…+ai式中:Ai为某号筛的累计筛余,%;ai为5mm筛孔的分计筛余,%。其他类推。(3)pi-100%pi：该筛的质量占样品总质量的100%Pi=(100-Ai)式中:Pi为某号筛的通过量,%。2.2b土壤细度模数砂的粗度是指砂的平均粗细程度,它是评价砂粗细程度的一个指标,通常用细度模数来表示,即Μx=(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1100-A1Mx=(A2+A3+A4+A5+A6)−5A1100−A1式中:Mx为细度模数;Ai为5mm筛孔的累计筛余,%。其他类推。根据集料规程规定,用于水泥混凝土中的砂细度模数应在1.6～3.7之间方能使用。细度模数越大,表示砂子越粗。水泥混凝土用砂按细度模数的大小可分为粗砂(Mx=3.1～3.7)、中砂(Mx=3.0～3.2)、细砂(Mx=1.6～2.2)。细度模数只反映砂的平均粗细程度,不能完全代表砂的级配。水泥混凝土用砂一般要求级配和细度模数应同时考虑。3砂的级配检查砂的级配是评定水泥混凝土用砂质量的一个重要指标。对粗度模数为1.6～3.7的普通混凝土用砂,根据0.63mm筛孔的累计筛余百分率,分三个标准级配区,见表2。以0.63mm作为三个级配区划分的控制粒级,因而0.63mm粒径在三个级配区中的级配互不重叠,任何一个混凝土用砂只能处在一个级配区,不允许一个级配区跨入另一个级配区。表2中所列的累计筛余百分率,除5mm、0.63mm、0.16mm筛以外,允许超出分界区界限,但其总量不应大于5%。以累计筛余百分率为纵坐标,以筛孔尺为横坐标,根据附表2中砂的级配区可绘出砂的级配曲线,利用此图,可检查出砂的级配是否合格。在三个级配区中,Ⅰ区的砂级配较粗,保水能力差,宜配制富混凝土和低流性混凝土。Ⅱ区的砂为中砂级配,配制普通混凝土较适宜。Ⅲ区的砂级配较细,用它配制混合料粘性稍大、保水较好,但混凝土干缩性较大、表面易产生细微裂缝。4调整混凝土标准级配区水泥混凝土用砂,不仅质量符合技术要求,级配也应符合设计或标准要求,如与要求不符,将引起水泥凝土质量下降,必须进行调整。从水泥混凝土标准级配区可以看出,允许超出的三个粒径为2.5mm、1.25mm、0.315mm,但其超出总量不能超过5%。如有超出(超出形式一般有以下两种),此砂不能配制水泥混凝土,必须调整砂的级配。4.1砂粒级配对性能的影响砂试样的级配超出标准级配区上限的料径为2.5mm和1.25mm(或单粒级),但超出总量大于5%,其他粒径符合标准级配区的级配,说明此砂粗颗粒较多,应增加小于0.63mm粒级的砂的质量。例如,砂试样已经过10mm筛孔,作其筛析试验,筛分结果见表3。通过筛分试验结果计算其累计筛斜百分率(表3)和砂的标准级配区(表2)对比,此砂适用于一般水泥混凝土。但2.5mm和1.25mm筛的累计筛余量超出标准级配区7%,大于允许超5%的限制,应进行调整。一般情况,以超出量最多的一个筛孔为基准进行限量调整。从表3和表2对照可以看出2.5mm筛孔超出量为3%,1.25mm筛孔超出量为4%。因而调整1.25mm筛孔累计筛余百分率应增加小于0.63mm粒级的质量,增加量为m1。根据50%=270500+m1,得m1=40g。各筛孔进行校核,符合标准。这说明500g砂的试样应增加小于0.63mm粒级的细砂40g,才能符合Ⅱ区砂的标准级配。如果0.315mm粒径超出5%以上,而其他粒级级配附合标准级配区的级配,说明0.315～0.63mm粒级的砂较多,可以适当的减少此粒级的质量。计算方法同上。4.2砂质量分级砂试样的级配低于标准级配区下限的粒径为1.25mm,低于总量大于5