砂石骨料級（jí）配解析：級配理論、配（pèi）製方法及對孔隙率影響等（děng）！

骨料級配是什麽？

骨料中各種大小不同的顆粒之間的數（shù）量比例，稱為骨料的級配（pèi）。骨料的級配如果選擇不當，以至骨料的比表麵積（jī）、空隙率過大，則需要更多的水泥漿，才能使混凝土獲得的流動（dòng）性，才能填充骨料間的空隙（xì）。而且（qiě），骨料的級（jí）配對硬化混凝土的性能（néng）也有很大的影響，如強度、耐久性等。如果骨料（liào）級配不合理，有時即使多加水泥，硬（yìng）化（huà）混凝土的性（xìng）能也會受到的影響，因此骨料級配對（duì）於獲得高質量、低成本的混凝土（tǔ）重要。

骨料顆粒大小常用篩分，JGJ 52-2006對篩係的規格和質量（liàng）有明確的規定。骨料的級（jí）配采用各篩上的篩餘量按（àn）質量百分率表示，其篩分結構可以繪製（zhì）成篩分曲線，也稱級配曲線。

骨（gǔ）料級配對空（kōng）隙率的影響？

骨料級（jí）配、骨料大粒（lì）徑和小粒徑等因素對混凝土的水泥用量和需水量都有很大影響，同時還對混凝土的和易性、可泵（bèng）性、經濟性、孔隙率、收（shōu）縮性和耐久性產生顯著影響。

骨料的（de）級（jí）配對（duì）空隙率（lǜ）的影（yǐng）響從下圖的實驗中（zhōng）可以（yǐ）看出。個燒杯中是單配的粒徑較大的（de）骨料，個燒杯（bēi）中是單配的（de）粒徑較小的骨料，第三個燒杯中（zhōng）是這兩種骨料按1:1混合（體（tǐ）積比）的混合骨料。然後向這三個燒杯中注入水，前兩個燒杯可注入的水量完相同，說明骨料間的空隙的體積是相同的，與骨（gǔ）料的（de）粒徑沒有關係（xì）。而第（dì）三個（gè）燒杯可注入（rù）的水量減少，說明這兩種骨料混合後，骨料間空隙（xì）的體積減小，也就是說空隙率（lǜ）顯著（zhe）下降。如果將更多不同粒徑（jìng）的骨料混合在一起，其空隙率會進一步下降。而混凝（níng）土中水泥漿的用量與骨料空隙率成正比。

在實際工程中，水泥漿的用量往往大於骨（gǔ）料間空隙的體積。如下圖所示，上（shàng）圖中骨料彼此（cǐ）相接（jiē）觸（chù），下圖表示骨料分布在水泥漿中的情況，骨料彼此不再（zài）接觸，因此空隙體積變大，也就是水泥漿的（de）用量增大，隻有（yǒu）這樣，混凝土才具有良好的和易性。

骨料級配理論有哪些？

良好的（de）骨料級（jí）配（pèi）要滿足以下基本要求：

➤ 骨料的空隙率小，可以減少水泥漿用量，配出性能（néng）好的混凝土（tǔ）。

➤ 骨料混（hún）合物具（jù）有適當小的表麵積（jī），從（cóng）而節省水泥，工作性能。

➤ 盡可能采用大（dà）數（shù）量（liàng）的大粒徑骨料，這樣可以大大提高密（mì）實度（dù），減少表麵積。大粒徑（jìng）骨料越多，骨架作用越強。

目前常用的級配理論有兩種，連續級配和間（jiān）斷級配（pèi）。

一、連續級配（pèi）理論

連續級配的特征是粗細骨料各分級粒度俱（jù），相鄰兩級粒徑（jìng）比為2。

主張連續級配（pèi）的認為，一個良好的連續級配是按照的粒徑比及其含量形成一個連續的級配曲線。如在實際配合混凝土時，骨料各級含量符合或接近此理論曲線，所配的混凝土具有良好的工作度和大密實度。

二、間斷級配理論

為（wéi）了得到小空隙（xì）率，相鄰兩級（jí）骨料粒度比（bǐ）要比較大，才能使大（dà）顆粒靠近，大顆粒數量多（duō）。有試驗證（zhèng）明，但粒度比為8:1時，采用2—3級的間斷級（jí）配，就可能（néng）達到優的空隙率。試驗還指出，間斷級配大骨（gǔ）料用量遠遠大（dà）於連續級配大骨料的用量，在達到同（tóng）樣的空隙（xì）率時，間斷級配的表麵積較小。上述兩種級（jí）配理（lǐ）論的前提是，認為硬（yìng）化後混凝土的結構及其骨料的空間關係，與硬化前幹混合物顆粒排列狀態相對應。隻有在此前提下，骨料的理想級配才有（yǒu）意義。

但實際情況是，混凝（níng）土是通過的工（gōng）藝（yì）措施才能（néng）使之密（mì）實成型，因此骨料的實際分布狀態受混凝（níng）土拌合物流動性及外力（lì）作用條件的（de）影響，不能保持（chí）理想位置，是混（hún）凝土幹硬（yìng）時，其緊密程度與理想（xiǎng）狀態有較大出入。

其（qí）實，上述（shù）兩個級配理論都是要骨料的空隙率和表麵積，從而提高大顆粒的使用量。在這方麵，間斷級配的優越（yuè）性顯然更（gèng）顯著些。間斷級配的優（yōu）點（diǎn）是空隙率小，表麵積小，骨料的骨架（jià）作用較顯著，從而能節省水泥，提高混凝土的性能（néng）。

骨料如何配？

骨料組合結構有懸浮密實結（jié）構、骨架密實結構、骨架空隙結構三類（分別對應的是岩石中的（de）基底膠結、孔隙（xì）膠結、接觸膠（jiāo）結）。不同的混（hún）凝土對骨架（jià）的結構要求各有不同。

對於泵送的混凝土而言，需要的（de）是相對密實而易於流動的懸浮密實結構骨料組（zǔ）合,對於幹硬性和塑性混凝土則需要密實結構的骨料組合，對於透水混凝土則（zé）需要骨架（jià）空隙結（jié）構。 

一種的骨料其級配是的連續粒級或者單一粒級。生產所需要的骨料是以這已有的（的）骨料（liào）去合成一個具有新級配的骨料組合（hé）。其方法有：

➤ 按不同（tóng）的比例組合骨料，分別（bié）測定其容重（chóng），取較（jiào）密（mì）實者。一般是先分（fèn）別各種砂、石（shí）的比例，然後按經（jīng）驗或者（zhě）其他方法砂率。也就是結果是（shì）密實的，但是否適（shì）合配製泵送混凝土，是不的。對於2種砂或石的（de）合成比較方便，如果有3種以上，那（nà）試驗會比較煩雜。那就需要先合成（chéng）其的2種（zhǒng），然後將（jiāng）這作（zuò）為贗顆粒與第3種再去合成。

➤ 直接以篩分結果，按（àn）連續級配的曲線試算求（qiú）解（jiě）。按不同的比例組合骨料，分別試算（suàn）其各檔料的（de）篩餘是否符合連續級配（pèi）。與方法1一樣（yàng），石、砂先分別（bié）按規範中的級配範圍配好，再去選（xuǎn）擇砂率。

➤ 按上一檔（較大粒徑（jìng））的空隙率下一檔（較小粒徑）的用量。也是先各種石（shí）的比例，然後砂率（lǜ）。比如以“幹砂漿（jiāng）”體積填充石子空隙以及其他的“正填法”、“逆填法”。

➤ 骨料密實級配，富勒理想級配的曲線公式：P=A+（100-A）* 式（shì）中  P—通過某一篩孔的顆粒百分數%A—係數，隨混凝土的坍落度而變，查下（xià）表d—某一篩的篩孔（kǒng）寬或直徑mmD—骨料的大粒徑mm由上式計算出來（lái）的各級（jí）顆粒百分數，可作為密實級（jí）配的參考，在此基礎上（shàng）作適當調整，求出骨料容重大的（de）級配，即為密實級配。

➤ 按間斷級配間斷級配是人為的剔去骨料中的某些中間級，在顆粒配合時故意造成顆（kē）粒尺寸的間斷，也就了較小顆粒（lì）的契塞和支撐作用所造成的（de）空（kōng）隙，使骨料的空隙率達到小。間斷級配的顆粒組成不能用篩分曲線圖來表示（shì）。間斷級配的優點是空隙率小，比連續級配的密實度高。

間斷級配的各檔集料組合之間關（guān）係，以D1、D2、D3、D4表示（shì）各檔顆粒粒徑的上（shàng）限，d1、d2、d3、d4為其下限，則：檔組合（hé） D1/d1=1.5檔組合 D2/d2=1.5—2第三檔組合 D3/d3=2第（dì）四（sì）檔組合 D4/d4=2至於D1、D2、D3、D4之間的（de）關係，卵石：D2/D1=1/8，D3/D2=1/6—1/8，D4/D3=1/6；碎石：D2/D1=1/10，D3/D2=1/8—1/10，D4/D3=1/8。

一般情況下隻要采用兩檔級配，很少采用四檔級配，因為（wéi）用檔組合的集料填充檔組（zǔ）合的集料，其填滿程（chéng）度（dù）就（jiù）可以達到95%。

骨料中斷後，下（xià）和（hé）上顆（kē）粒平均尺寸的比值一般采用1：4—1：6之間。在一般工業與民用（yòng）建築（zhù）上，以采用兩級中斷（duàn）為（wéi）宜。如大粒徑為40mm，其分級可（kě）為5—10mm，20—40mm。在大體積（如水工）中（zhōng），可采用三級中斷。如大粒徑為250mm，其分級可為5—10mm，25—50mm，150—250mm。當大粒徑小於25mm時，因空（kōng）隙率（lǜ）的減少（shǎo）不顯（xiǎn）著，不宜采用。以上5種方法可以配出密實的組合，卻（què）不能流動性。

➤ 基（jī）於連（lián）續級（jí）配的砂石統一曲線基於砂、石都是骨料（liào），隻不過是顆粒粗、細的區別和石（shí）、砂分別配在二者的粒徑交界處會有很大的“撞車” 可能，應該（gāi）將砂、石統一考慮，以簡化、優化合成骨料級配的方（fāng）法。以FULLER大密度曲線理論為基礎（chǔ）, 參考混凝（níng）土泵送規範的佳（jiā）級配線和適宜泵級配（pèi）區、骨料組成對強度的影響、個別孔（kǒng）徑顆（kē）粒對泵（bèng）送的影響（如0.315等（děng））對曲線作的修（xiū）正（zhèng）,形成砂石統一曲線。

曲線（略）經過與幾個區域的實際應用配比對比： 僅僅是死板的（de）按曲線計算得出的結果與實際使用的配比相差不大（實際（jì）應用時不是僅僅考慮流動性好，而是成本）；對存在問題的配比也可以比較直（zhí）觀的發現問題所在；無論是砂、機製砂還是石屑都一樣適用（yòng）。