砂的级配区怎么判?一张对照表,和三个最容易错的地方
级配区这个词,商混站实验室天天在说,但真正按表逐档对过的并不多。多数时候是拿细度模数一句话带过:“2.7,Ⅱ 区中砂。”
问题是,细度模数只描述粗细,不描述级配。两个细度模数都是 2.7 的砂,中间两档筛孔可能一档偏粗一档偏细,压出来的混凝土工作性完全不同。所以级配区必须逐档查表,不能由细度模数推出。
下面这张表就是判定依据,六档筛孔、三个区、两个口径同时给出。
一、判定表:累计筛余(%)
这是规范原表的口径,也是实验室报告上印的那一栏:
| 方孔筛(mm) | Ⅰ 区 | Ⅱ 区 | Ⅲ 区 |
|---|---|---|---|
| 4.75 | 0–10 | 0–10 | 0–10 |
| 2.36 | 5–35 | 0–25 | 0–15 |
| 1.18 | 35–65 | 10–50 | 0–25 |
| 0.60 | 71–85 | 41–70 | 16–40 |
| 0.30 | 80–95 | 70–92 | 55–85 |
| 0.15 | 90–100 | 90–100 | 90–100 |
判法:把实测的六档累计筛余逐档落进区间,六档全部落在同一个区,才算该区砂。
二、同一张表的另一个口径:通过率(%)
做级配曲线、算 Fuller 偏差、填很多软件,用的都是通过率。两者差一个减法:
通过率 = 100 − 累计筛余
换算之后是这样:
| 方孔筛(mm) | Ⅰ 区 | Ⅱ 区 | Ⅲ 区 |
|---|---|---|---|
| 4.75 | 90–100 | 90–100 | 90–100 |
| 2.36 | 65–95 | 75–100 | 85–100 |
| 1.18 | 35–65 | 50–90 | 75–100 |
| 0.60 | 15–29 | 30–59 | 60–84 |
| 0.30 | 5–20 | 8–30 | 15–45 |
| 0.15 | 0–10 | 0–10 | 0–10 |
注意区间要反着写:累计筛余的“71–85”换成通过率是“15–29”,不是“71–85”。这一步每年都有人写反。
三、三个最容易错的地方
错法一:把累计筛余当通过率
这是最高频的一个,而且后果不是“判错区”,是整份报告的数据自相矛盾——累计筛余 85% 的砂不可能同时通过率还是 85%。我们把内部校验逻辑做成开源工具时就栽在这上面:一份碎石数据因为换算口径搞错,被判成“级配区不合格”,实际数据本身没问题。
自查一句话:六档数字应该从大到小递增(累计筛余);如果是从大到小递减,那你手上是通过率,不是筛余。
错法二:拿粗骨料套砂的级配区表
这张表只适用于细骨料。碎石、卵石有自己的一套公称粒径分档,不能往这张表里塞。
判定的分界线是 4.75 mm 这一档:
- 4.75 mm 通过率 ≥ 85% → 按细骨料判,查上面那张表
- 4.75 mm 通过率 < 85% → 按粗骨料判,级配区这个概念不适用,只报最大粒径
把碎石硬套砂的表,结果必然是“不合格”,但那是判据错了,不是料错了。
错法三:以为超出区间就一定不合格
规范留了余地:实际级配在 4.75 mm 和 0.60 mm 这两档之外可以略有超出,但各级累计筛余超出值的总和不得大于 5%。
也就是说,某一档超了 2–3 个点,不必然判死。真正该警惕的是“多档同时往一个方向偏”——那说明这条料的级配整体偏粗或偏细,压混凝土时砂率必须跟着调。
四、机制砂用同一张表,不用另立标准
这一点常被误解。现行标准里,天然砂和机制砂共用同一套级配区数值,Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ 区的六档区间完全一致。机制砂的特殊之处不在级配区,而在另外两件事:
- 石粉含量要单独控,且细度模数计算时对小于 0.075 mm 的部分有扣减处理;
- MB 值(亚甲蓝)用来区分“石粉”和“泥”,这两个东西在筛分数据上长得一样,但对外加剂吸附和强度的影响完全不同。
所以看到机制砂,级配区照查,别漏了石粉和 MB 值。
五、判完级配区之后,真正难的在下一步
级配区只回答“这条砂合不合规”,不回答“这条砂该怎么用”。同样判为 Ⅱ 区中砂的两条料,一条 0.60 mm 档在区间下沿、一条在上沿,做 C50 时砂率和用水量就得差好几个点。
我们把这套判定做成了一个 MIT 开源工具,数据和口径都可以自己核:
- 仓库:https://github.com/jun4033323689/aggregate-grading-toolkit
- 在线版(浏览器里直接算):https://jun4033323689.github.io/aggregate-grading-toolkit/
把你自己站的筛分数据贴进去,能看到逐档判定、级配曲线和 Fuller 偏差。至于“按这条曲线该配多少砂率、多少水泥”,那是求解问题,工具只管判定。
问:细度模数 2.7 就能判定是 Ⅱ 区砂吗?
不能。细度模数是由六档累计筛余算出来的一个总量指标,不同级配可以算出同一个模数。判定必须六档逐档对照,细度模数只能作为辅助描述。
问:六档里只有一档超出了区间,算不算不合格?
要看是哪一档、超多少。4.75 mm 和 0.60 mm 之外的档位允许略有超出,且各级超出值总和不超过 5% 时仍可判合格;但如果是 0.60 mm 这一档超了,或者多档同方向超出,就该按不合格处理并调整砂率。