为了更直观地反映砂的颗粒级配，以累计筛 余百分率为纵坐标，筛孔尺寸为横坐标，根据表 5.2的数值可以画出砂子3个级配区的级配曲线， 如图5.3所示。
【例题】用500g烘干砂进行筛分试验，其结果如 表5.3所求。试分析该砂的粗细程度与颗粒级配。
【解】计算细度模数Mx
Mx
( A1
A2
A3 A4 A5 100 A1
5.1.2 细骨料－砂子
普通混凝土的细骨料主要采用天然砂和人工 砂。
天然砂是由自然风化、水流搬运和分选、堆 积形成的粒径小于4.75mm的岩石颗粒，但不包括 软质岩、风化岩石的颗粒。按产源不同，天然砂 分为山砂、河砂和海砂。
人工砂是经除土处理的机制砂、混合砂的统 称。
• 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C30~C60及抗冻、抗渗 或其他要求的混凝土；Ⅲ类宜用于强度等级小于C30的混凝土和 建筑砂浆。
5.1.1 水泥
5.1.1.1 水泥品种的选择 配制混凝土时，一般可采用五大品种水泥，
必要时也可采用快硬水泥、铝酸盐水泥等。详见 第4章及表4.7。
5.1.1.2 水泥强度等级的选择
水泥强度等级应与混凝土强度等级相适应。 一般以水泥强度(以MPa为单位)为混凝土强度等 级的1.5~2.0倍较适宜，水泥强度等级过高或过低 ，会导致水泥用量过少或过多，对混凝土的技术 性能及经济效果都不利。
• 砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收缩；水泥 和水形成水泥浆，包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙。
• 水泥浆体在硬化前起润滑作用，使混凝土拌合物具有良好 的工作性能，硬化后将骨料胶结在一起，形成坚固的整体。其 结构如图5.1。
图5.1 普通混凝土结构示意图 1—石子；2—砂子；3—水泥浆；4—气孔
1区
0 10~0 35~5 65~35 85~71 95~80 100~90
2区 累计筛余百分率(%)
0 10~0 25~0 50~10 70~41 92~70 100~90
3区
0 10~0 15~0 25~0 40~16 85~55 100~90
累计筛余百分率(%) A1=a1
A2=a1+a2 A3=a1+a2+a3 A4=a1+a2+a3+a4 A5=a1+a2+a3+a4+a5 A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6
表5.2 建筑用砂的颗粒级配(GB/T 14684—2001)
筛孔尺寸
9.50mm 4.75mm 2.36mm 1.18mm 600μm 300μm 150μm
• 按胶凝材料不同，分为水泥混凝土(又叫普通混凝土)、沥青 混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等；
• 按表观密度不同，分为重混凝土(ρ0＞2800kg/m3)、普通混 凝土(ρ0=2000~2800kg/m3)、轻混凝土(ρ0＜2000kg/m3)；
• 按使用功能不同，分为结构用混凝土、道路混凝土、水工混 凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土及防辐射混凝土等；
5混 凝 土
本章提要
主要介绍了普通混凝土的组成材料，混凝土 拌合物的和易性，硬化混凝土的强度、变形、耐 久性，混凝土外加剂的作用原理和应用，普通混 凝土配合比设计方法等，简要介绍了轻混凝土及 其他品种混凝土，如体现混凝土发展动态的高强 混凝土、高性能混凝土等。
• 混凝土是由胶凝材料、骨料和水，必要时掺入化学外加剂 和矿物质混合材料，按适当比例配合，拌制成拌合物，经硬化 而成的人造石材。
5.1.2.1 砂的粗细程度及颗粒级配
为了节约水泥，并使混凝土结构达到较高密 实度，选择骨料时，应尽可能选用总表面积较小 、空隙率较小的骨料，而砂子的总表面积与粗细 程度有关，空隙率则与颗粒级配有关。
(1) 砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一 起的总体粗细程度。
• (2) • 砂的颗粒级配是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况。 • 同样粒径的砂空隙率最大，若大颗粒间空隙由中颗粒填充，
表5.1 累计筛余率与分计筛余率计算关系
筛孔尺寸 筛余量(g)源自4.75mmm12.36mm
m2
1.18mm
m3
600μm
m4
300μm
m5
150μm
m6
分计筛余百分率(%) a1=(m1/500)×100% a2=(m2/500)×100% a3=(m3/500)×100% a4=(m4/500)×100% a5=(m5/500)×100% a6=(m6/500)×100%
砂的粗细程度用细度模数Mx表示，其计算
式如下：
Mx
( A1
A2
A3 A4 A5 100 A1
A6 )
5A1
建筑用砂按细度模数分为粗、中、细三种规
粗砂：3.7~3.1 中砂：3.0~2.3 细砂：2.2~1.6。
砂的颗粒级配用级配区表示，以级配区或级 配曲线判定砂级配的合格性。对细度模数为3.7~ 1.6的建筑用砂，根据600μm筛的累计筛余百分率 分成3个级配区，见表5.2。
空隙率会减小，若再填充以小颗粒，空隙率更小，如图5.2所示。
• (3)
• 砂的粗细程度和颗粒级配，常用筛分析方法进行评定。
• 称取试样500g，将试样倒入按孔径大小从上到下组合的套 筛(附筛底)上进行筛分，然后称取各筛上的筛余量，计算各筛的 分计筛余百分率a1、a2、a3、a4、a5、a6及累计筛余百分率A1、 A2、A3、A4、A5、A6，其计算关系如表5.1。
A6 )
5A1
(13.9 23.3 61.6 82.1 98.5) 5 5.5 2.66
评定结果：将累100计 5筛.5余百分率与表5.2作对照
，或绘出级配曲线，此砂处于2区，级配良好；
细度模数为2.66，属中砂。
图5.2 骨料颗粒级配示意图
(a)单一粒径；(b)两种粒径；(c)多种粒径
• 按施工工艺不同，又分为喷射混凝土、泵送混凝土、振动灌 浆混凝土等。
本章内容
5.1 普通混凝土的组成材料 5.2 混凝土的主要技术性质 5.3 混凝土外加剂 5.4 普通混凝土配合比设计 5.5 轻混凝土 5.6 其他品种混凝土
5.1 普通混凝土的组成材料
• 普通混凝土是由水泥、粗骨料(碎石或卵石)、细骨料(砂)和 水拌和，经硬化而成的一种人造石材。