书香美域建设项目二期综合服务楼混凝土质量控制.docx

青岛理工大学
毕 业 论 文

题目： 书香美域建设项目二期综合服务楼混凝土质量检测

学生姓名： 胥 刚
学生学号： 201273083
院系名称： 土建工程系
专业班级： 工程监理123班
指导教师： 安 庆 锋

2015年 6 月 12 日

摘 要
建筑是人类生活的基础设施与基本条件之一。当今社会建筑业蓬勃发展，随着工业化的进展，混凝土应用于建筑业的各个领域，国家相关部门对混凝土的施工及质量要求也越来越严格，在混凝土工程中，施工的混凝土质量水平是影响混凝土质量的一个重要环节。由于现浇混凝土在城市土木等建设事业中应用越来越广泛，混凝土由于自身的特殊性能在现代土建工程上发挥着重要作用，直接影响到建筑物的坚固性和耐久性。我们应懂得影响混凝土质量的主要因素，掌握混凝土施工过程中的质量控制内容和方法，及时发现和处理混凝土施工过程中的质量问题。
因此，加强混凝土的质量检测是十分必要的，只有混凝土的质量达到工程所需要的标准，则对工程整体的安全性和使用性才具有重要的意义。建筑工程的质量安全，归根结底首先是材料的品质问题，从最简单的水泥、砂、石、钢筋及防水隔热材料到装修装饰工程用的材料，都必须符合国家的相关标准。针对这一现象，从建筑混凝土工程质量控制中存在的主要质量问题出发，本文阐述了莱芜书香美域建设项目二期综合服务楼施工过程混凝土工程原材料、性能、配合比等方面的质量检测内容和结果。

关键词： 混凝土；质量检测；强度

Abstract
The building is one of the infrastructure and the basic conditions of human life.Today's booming construction industry society, along with the industrialization progress, each field of concrete used in the construction industry, the construction of relevant state departments to concrete and quality requirements more stringent, in concrete construction, concrete quality level of construction is an important link in the quality of concrete. The cast-in-situ concrete application in the city civil construction is more and more widely, due to the special properties of concrete itself plays an important role in modern civil engineering, directly affect the safety and durability.We should know the main factors influencing the quality of concrete, quality control content and method of concrete in the construction process, quality problems timely detection and treatment of concrete in the construction process.
Therefore, Strengthen the quality inspection of concrete is necessary, only the quality of concrete projects needed to meet the standards, the overall safety of the project and the use of it is of great significance. Safety and quality of construction projects, in the final analysis the first issue is the quality of materials, from the most simple of cement, sand, stone, steel and waterproof insulation works to decoration materials used must comply with the relevant national standards. In response to this phenomenon, there is quality control of concrete construction projects from major quality problems starting, This paper describes the US domain Laiwu scholarly projects two comprehensive service building concrete construction materials engineering, performance, compared with other aspects of the content and quality testing results.

Keywords: Concrete; Quality detection; Strength

目 录
摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………………………………Ⅱ

第1章 绪论 1
1.1 研究的背景 1
1.2 论文研究的目的和意义 2
1.3 混凝土的概述 2
1.3.1 混凝土的特点 2
1.3.2 混凝土的发展历史 2
1.3.3 混凝土在工程中的的重要性 3
1.3.4 混凝土的未来发展方向 4
第2章 混凝土原材料的质量检测 6
2.1水泥的质量检测 6
2.2 砂的质量检测 11
2.3 石子的质量检测 16
2.4 混凝土用水质量检测 21
2.5 混凝土外加剂质量检测 22
2.6 混凝土矿物掺合料质量检测 24
第3章 混凝土的配合比设计 26
3.1 混凝土配合比设计的原则 26
3.2 混凝土配合比设计的参数 26
3.3 混凝土配合比设计的步骤 27
第4章 混凝土的性能检测 33
4.1 硬化前混凝土的性能检测 33
4.1.1混凝土和易性的概念 33
4.1.2 混凝土和易性的检测 33
4.1.3 影响混凝土和易性的因素 35
4.1.4 改善混凝土和易性的措施 36
4.2 硬化后混凝土的性能检测 37
4.2.1 硬化混凝土的强度检测 37
4.2.2 硬化混凝土耐久性检测 39
第5章 总结 41
结 束 语 43
致 谢 44
参 考 文 献 45

第1章 绪论
1.1 研究的背景
混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料。混凝土是由胶结材料骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而被广泛应用，混凝土是重要的材料。
随着有关混凝土结构设计、施工技术、检测、试验、验收等国家规范、标准和规定的不断修订、完善和更新，促使混凝土技术不断创新和发展。但是，当前在我国工程建设高潮迭起的形势下，各地区的施工技术及管理水平参差不齐，各种不规范的施工行为时有发生，导致混凝土的质量问题频频发生，严重影响到工程结构的安全和使用功能[1]。
工程名称为莱芜书香美域建设项目二期综合服务楼，建设地点为莱芜市长勺北路与赢牟西大街交汇处，紧邻凤城高中西侧，地理位置优越，交通便利。建筑层数为地上十层，地下一层，建设规模为地上部分总建筑面积为8971.93m2，主体建筑总高度为38.5m，抗震设防烈度为六度，建筑类别为一类公建，使用功能为综合办公，耐火等级为一级，安全等级为建筑结构二级，建筑设计使用年限为50年，防水等级为地下室防水等级为一、二级，普通屋面防水等级为Ⅱ级，种植土屋面防水等级为Ⅰ级。屋面防水材料合理使用年限为15 年。工程主体为钢筋混凝土结构，混凝土的强度等级为C40，坍落度150±30mm。
表1-1工程所用原材料技术指标
水泥
普通硅酸盐水泥，强度42.5级；
水
饮用水
砂
中砂，细度模数为3.0Ⅱ级配区，含水率6.9％
外加剂
减水剂、早强剂一等品
石子
碎石，级配为5～25mm，级配良好含水率5％，Ⅱ类。
掺合料
粉煤灰和矿渣粉，粉煤灰的等级为Ⅱ级，粒化高炉矿渣粉的级别为S95；

1.2 论文研究的目的和意义
在混凝土工程中，施工的混凝土质量水平是影响混凝土质量的一个重要环节。混凝土工程是建（构）筑物的主要组成部分，也是建（构）筑物承受荷载的主要部位，其构筑质量的好坏，直接关系到整个建（构）筑物的安全和使用寿命。从各个方面检测和控制混凝土质量,以确保整个工程质量，以保证企业信誉和发展。
混凝土广泛用于各种工程建设项目，是目前我国乃至世界上用量最大的建筑结构材料。混凝土由于自身的特殊性能在现代土建工程上发挥着重要作用，直接影响到建筑物的坚固性和耐久性。我们应懂得影响混凝土质量的主要因素，掌握混凝土施工过程中的质量控制内容和方法，及时发现和处理混凝土施工过程中的质量问题。混凝土结构在建筑工程中占有很大的比重，在结构的安全、可靠度和耐久性方面起绝对的作用。因此，对混凝土的质量控制及检测至关重要。
1.3 混凝土的概述
1.3.1 混凝土的特点
混凝土在土木工程中能够得到广泛的应用是因为它与其他材料相比具有一系列特点：价格较低，原材料丰富，大中城市已经商品化；高强耐久，具有良好的耐久性，对比砖混结构，框架混凝土结构稳定，抗震性能好；性能易调，方便满足各种结构工程的需要；环保，混凝土可以利用矿渣、粉煤灰等工业废料。但是凝土的自重太大，容易产生裂缝，养护期长。
1.3.2 混凝土的发展历史
混凝土的历史可追溯至石器时代晚期，在地球上的许多地方，人类在纪元前几千年就从簧火中或用类似的 法获得了(不一定是制造)生石灰。一场倾盆大雨或其他形式的降水，使这种“ 加热的石头”变成了细粉 当这种细粉与泥土和碎石混合以后，在空气中经历了若十时间，又变成了当时不知名的石头。通过对这种过程的观察，人类的聪明才智就创造了一种材料，用这种材料，人们能够将石头相互“紧密结合”。这种材料就是“天然混凝土”，它的性能和外观近似于古罗马时期的混凝土。
而真正意义上的混凝土的概念可追溯至古罗马时期。那个时期，几大文明古国—中国、埃及和古罗马的劳动人民就用烧石灰、烧粘土、烧石膏及石灰加火山灰作为胶凝材料配制混凝土。如:数千年以前，中国劳动人民就用石灰与砂子混合配制成砂浆砌筑房屋，用砂、土、 石灰和砾石建造举世闻名的万里长城。
1900年，万国博览会上展示了钢筋混凝土在很多方面的使用，在建材领域引起了一场革命。法国工程师艾纳比克1867年在巴黎博览会上看到莫尼尔用铁丝网和混凝土制作的花盆、浴盆、和水箱后，受到启发，于是设法把这种材料应用于房屋建筑上。1879年，他开始制造钢筋混凝土楼板，以后发展为整套建筑使用由钢筋箍和纵向杆加固的混凝土结构梁。仅几年后，他在巴黎建造公寓大楼时采用了经过改善迄今仍普遍使用的钢筋混凝土主柱、横梁和楼板。1884年德国建筑公司购买了莫尼尔的专利，进行了第一批钢筋混凝土的科学实验，研究了钢筋混凝土的强度、耐火能力。钢筋与混凝土的粘结力。1887年德国工程师科伦首先发表了钢筋混凝土的计算方法；英国人威尔森申请了钢筋混凝土板专利；美国人海厄特对混凝土横梁进行了实验。1895年——1900年，法国用钢筋混凝土建成了第一批桥梁和人行道。1918年艾布拉姆发表了著名的计算混凝土强度的水灰比理论。钢筋混凝土开始成为改变这个世界景观的重要材料。
改革开放后，混凝土高层建筑在我国也有了较大的发展。继20世纪70年代北京饭店、广州白云宾馆和一批高层住宅（如北京前三门大街、上海漕溪路住宅建筑群）的兴建以后，80年代，高层建筑的发展加快了步伐，结构体系更为多样化，层数增多，高度加大，已逐步在世界上占据领先地位；目前国内最高的混凝土结构建筑是广州的中天广场，80层322m高，为框架—筒体结构；香港的中环广场达78层374m，三角形平面筒中筒结构，是世界上最高的混凝土建筑；广州国际大厦63层199m，是80年代世界上最高的部分预应力混凝土建筑。随着高层建筑的发展，高层建筑结构分析方法和试验研究工作，在我国得到了极为迅速的发展，许多方面已达或接近于国际先进水平[2]。
长期以来，强度已成为混凝土配合比设计以及生产和应用的首要性能指标甚至唯一指标。高强化的发展道路决定着水泥生产，决定着混凝土工艺的发展方向。
1.3.3 混凝土在工程中的的重要性
混凝土贯穿于建筑行业，任何一个现代的建筑工程都离不开混凝土。据初步估计，目前全世界每年生产的混凝土材料超过100亿吨。它不仅广泛地应用于工业与民用建筑、水工建筑和城市建筑，而且还可以制成轨枕、电杆、压力管、地下工程、宇宙空间站及海洋开发用的各种构筑物等。同时，它也是一系列大型现代化技术设施和国防工程不可缺少的材料。根据预测，21世纪以至更长的时期，到混凝土材料仍将是主要的建筑材料。
随着科学技术的发展，人类改造自然的能力和规模日益增大，对混凝土材料也提出了一系列新的要求。因此，混凝土材料有着广阔的发展前途。
1.3.4 混凝土的未来发展方向
随着我国改革开放和现代化进程的加快，我国的建设规模正日益增大，如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的安全使用下去，日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在众多的土木工程建设中，混凝土的应用面之广，混凝土作为最大宗的人造材料，2008年世界水泥产量已达到28.3亿吨，混凝土达100亿立方米（250亿吨）左右，对资源、能源的需求和对环境的影响十分巨大。混凝土能否长期维持作为最主要的建筑结构材料，关键在于能否成为绿色材料，因此提出“绿色高性能混凝土（Green High Property Concrete，GHPC）”，它是混凝土的发展方向，是混凝土的未来。
GHPC作为今后发展的方向，目的在于加强人们对绿色的重视，加强绿色意识，要求混凝土工作者更自觉地提高HPC的绿色含量，或加大其绿色度，节约更多的资源和能源，将对环境的破坏减到最少。这不仅是为了混凝土和建筑工程的继续健康发展，更是人类的生存和发展所必须，是大有可为的。
GHPC应具有下列特征：
(1) 更多地节约熟料水泥,降低能耗与环境污染;
(2) 更多地掺加工业废料为主的细掺料;
(3) 更大地发挥混凝土的高性能优势,减少水泥与混凝土的用量。
(4) 扩大GHPC的应用范围
因此,高性能混凝土本身就可成为绿色混凝土。事实上,许多工程如大体积水工建筑、基础等对强度要求不高,但对耐久性、工作性、体积稳定性、低水化热等有很高要求,都应采用HPC。例如日本跨海明石大桥基墩混凝土要求高耐久性、高抗冲刷性与低升温,而强度只要求20MPa,使用的就是掺加了复合外加剂与复合细掺料的HPC。由此可见,高性能混凝土并不一定强调高强,我国目前也己完成了普通混凝土的高性能化的研究和应用。纳米混凝土、再生混凝土、免振捣自密实高性能混凝土等都是绿色高性能混凝土。绿色高性能混凝土已被广泛应用于市政工程、民用建筑和工业建筑,与普通混凝土相比,高性能混凝土具有更好的施工性能和耐久性,同时可以更多地利用工业废渣及其它废弃物,有良好的经济指标和环保意义,因此,绿色高性能混凝土是混凝土的发展方向[3]。

第2章 混凝土原材料的质量检测
混凝土作为建筑施工中基本材料，其作用越来越大。而混凝土原材料的质量直接影响建筑工程中混凝土的施工质量，因此，加强其控制具有重要意义。要想控制混凝土质量，则应重视混凝土原材料的检测，混凝土原材料主要包括水泥、水、粗细骨料、掺合料和外加剂等原料组成，原材料的性能直接决定着混凝土的工作特性和强度耐久性。因此原材料的检测是试验室的日常工作，是确定配合比的依据，是生产控制的依据[3]。

图2.1 混凝土结构示意图
1—石子；2—砂子；3—水泥浆；4—气孔
2.1水泥的质量检测
水泥（Cement）是一种水硬性无机胶凝材料，即加入一定量水后成为塑性浆体，既能在水中硬化，又能在空气中硬化，能将砂、石等颗粒或纤维材料牢固地胶结在一起，具有一定强度的材料，又称为胶结料。按国家标准（GB175-2007）定义：凡由硅酸盐水泥熟料、6%～15%混合料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥，代号 P.O。
水泥是混凝土组成材料中最重要的材料，也是影响混凝土强度、耐久性、经济性的重要因素，应予以高度重视。配制混凝土所用的水泥应符合国家现行标准有关规定。除此之外，在配制时应合理地选择水泥品种和强度等级。配制混凝土所用水泥的强度等级，应当与混凝土的设计强度等级相适应。原则上是配制高强度等级的混凝土，应选用高强度等级的水泥；配制低强度等级的混凝土，应选用低强度等级的水泥。
本工程采用普通硅酸盐水泥，强度42.5级。
国家标准对普通硅酸盐水泥的技术要求：
（1）细度：指水泥颗粒总体的粗细程度。水泥颗粒越细，与水发生反应的表面积越大，因而水化反应速度较快，而且较完全，早期强度也越高，但在空气中硬化收缩性较大，成本也较高。如水泥颗粒过粗则不利于水泥活性的发挥。一般认为水泥颗粒小于40μm（0.04mm）时，才具有较高的活性，大于100μm（0.1mm）活性就很小了。硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥细度用比表面积表示。比表面积是水泥单位质量的总表面积（㎡/kg）。国家标准（GB175－2007）规定，硅酸盐水泥比表面积应大于300㎡/kg，现行国家标准规定，硅酸盐水泥采用透气式比表面积仪检验，其比表面积应大于300m 2/kg；其他水泥可采用筛析法检验，在80um 标准筛上进行检验时，其筛余量不得大于10%。筛析法有水筛法、干筛法和负压筛法，当三种方法试验结果不一致时，以负压筛法为准。
水泥细度试验的实验室数据（比表面积法）见表 2-1
表2-1 水泥比表面积法检测数据
试验次数
温度(℃)
空气粘度(Pa.s)η
密度(kg/m3)ρ
试料层体积(10-10m3)V
空隙率
(%)ε
试样质量(g)W
起始时间(s)
终止
时间
(s)
液面降
落时间(s)T
比表
面积(m2/kg)Sc
比表面积
平均值(m2/kg)
1
23
0.0001823
3092
1882.98
0.52
2.795
0
77.4
77.4
380
379
2
23
0.0001823
3092
1882.98
0.52
2.795
0
76.6
76.6
378
根据国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB 175--2007）规定，硅酸盐水泥比表面积应不小于300m²/kg，该试验结果符合标准。
（2）凝结时间：水泥的凝结时间分为初凝时间和终凝时间。水泥加水拌合为标准稠度净浆到开始失去可塑性的时间称为初凝时间；水泥加水拌合为标准稠度净浆到完全失去可塑性的时间称为终凝时间。
国家标准规定：水泥的初凝时间不得早于45min，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的终凝时间不得迟于6.5h。凝结时间不符合规定者，为不合格品。水泥凝结时间，用凝结时间测定仪测定。试样用标准稠度水泥净浆，温度为20℃±3℃，湿度大于90%。水泥的凝结时间在实际工程中有重要意义。初凝不宜过快，是为了保证有足够的时间在初凝前完成混凝土成型等各工序操作；终凝不宜过迟，是为了使混凝土在浇捣完毕后能尽早完成凝结硬化，以利于下一道工序的及早进行.
（3）标准稠度用水量：标准稠度用水量是指水泥净浆达到规定稠度时所需的拌合用水量，用占水泥质量的百分率表示。水泥熟料矿物成分不同时，其标准稠度用水量也有所差别。磨得越细的水泥，标准稠度用水量越大。硅酸盐水泥的标准稠度用水量，一般在24%～33%范围内。
（4）体积安定性：水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，水泥体积变化的均匀性。如果水泥凝结硬化后体积变化不均匀，水泥混凝土构件将产生膨胀性裂缝，降低建筑物的质量，甚至引起严重事故。这就是水泥的体积安定性不良。
体安定性不良的水泥应作废品处理，不能用于工程中。引起水泥体积安定性不良的原因，一般是由于水泥熟料中所含的游离氧化钙过多，或水泥熟料中所含的游离氧化镁过多，或粉磨熟料时掺入的石膏过量。
国家标准规定：由游离氧化钙引起的水泥体积安定性不良，可采用沸煮法检验。沸煮法包括试饼法和雷氏夹法两种。试饼法是将标准稠度水泥净浆做成试饼，沸煮3h后，若用肉眼观察未发现裂纹，用直尺检查没有弯曲现象，则称为安定性合格。雷氏夹法是测定水泥试体在雷氏夹中沸煮硬化后的膨胀值，若膨胀量在规定值内，则为安定性合格。
技术性质
细度 0.08mm 方孔筛筛余百分数%
凝结时间
安定性（沸煮
法）
初凝/min
终凝/min
指标
≤10.0
≥45
≤600
合格
表 2-2 普通硅酸盐水泥技术性质

标准稠度用水量及凝结时间的实验室数据见表 2-3。
表 2-3 标准稠度用水量及凝结时间试验数据
用水稠度
用水量
加水量 A（ml）
标准稠度 P（%）
计算式：
145
29
P=A÷500×100%
凝结时间
加水时间
8时30分
初凝时间
10时
终凝时间
14时20分
凝结时间
初凝时间
90min
终凝时间
350min
安定性
雷氏夹法
编号
1
2
沸煮前指尖端距离A
12mm
13mm
沸煮后指尖端距离c
15mm
15mm
上述表格2-3试验数据显示，根据GB/T1346-2011水泥标准稠度用水量、凝结时间检验方法，初凝时间90min≥45min，终凝时间350min≤600min，该试验结果结果符合标准要求。
测试水泥的体积安定性采用雷氏夹法，计算两次测量指针尖端之间距离的差值（C-A）mm。当两个试件沸煮后增加的距离（C-A）平均值不大于5.0mm 时，表明安定性合格；否则，为不合格。当两个试件的（C-A）值相差超过4.0mm 时应用同一样品立即重做一次试验，再如此，则认为该水泥为安定性不合格。在该试验中两个试件沸煮后增加的距离（C-A）平均值2.5mm≤5.0mm，该试验结果符合标准要求。
（5）强度：水泥强度试验主要根据《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》 进行，称取（450±2）g 待测水泥样品与（1350±5）g 标准砂，加入（225±1）g 水，按规定制成 40mm×40mm×160mm 的标准试件，在标准养护条件下养护。对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥分别测定其3天与28天抗压和抗折强度。根据 3d 和28d 龄期的抗折和抗压强度，将普通硅酸盐水泥划分为42.5、42.5R、52.5.52.5R 4 个强度等级。各强度等级各龄期的强度不得低于下表 2-5 的数值。
表 2-4 水泥胶砂强度试验数据
抗折强度
龄期
序号
成型时间
4月6日
1
2
3
平均值
3d
5.0
4.9
5.1
5.0
龄期
3d
4月9日
28d
7.8
8.0
8.2
8.0
28d
5月4日
3d抗压强度
28d抗压强度
序号
荷载 Fc kN
抗压强度 Rc
荷载 Fc kN
抗压强度 Rc
1
28.0
27.7
58.0
45.7
2
27.5
27.2
56.8
45.3
3
29.5
28.4
57.2
45.6
平均值
28.3
27.8
57.3
45.5
表 2-5 普通硅酸盐水泥各强度等级、各龄期强度值（GB 175-2007）
强度等级
抗压强度（Mpa）
抗折强度（Mpa）
3d
28d
3d
28d
42.5
17.0
42.5
3.5
6.5
42.5R
22.0
42.5
4.0
6.5
52.5
23.0
52.5
4.0
7.0
52.5R
27.0
52.5
5.0
7.0
注：R-早强型。
据表2-4数据显示，根据水泥胶砂强度检验方法(ISO法)中规定：抗折强度（MPa） 3d≥3.5，28d≥6.5；抗压强度（MPa）3d≥17.0，28d≥42.5.此试验中3天抗折强度5.0≥3.5,28天抗折强度8.0≥6.5:；3天抗压强度27.8≥17.0,28天抗压强度45.5≥42.5，该试验结果符合标准要求。
综上结果显示水泥的细度、凝结时间、标准稠度用水量、体积安定性、强度均符合标准要求。
2.2 砂的质量检测
细骨料是指粒径小于4.75mm 的岩石颗粒，通常称为砂。按砂的生产过程特点，分为天然砂和人工砂。天然砂根据产地特征，分为河砂、湖砂、山砂和海砂。人工砂是经除土处理的机制砂和混合砂的统称。根据国家标准GB/T 14684-2011，砂按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类三个级别，本工程采用中砂，细度模数为3.0，Ⅱ级配区，含水率6.9％，。
普通混凝土用砂的质量指标：
1. 砂的粗细程度及颗粒级配
粗细程度是指不同粒径的沙粒混合在一起的总体粗细程度。混凝土用砂的粗细程度分为粗砂、中砂、细砂。在相同的质量条件下，细沙的总表面积较大，粗砂的总表面积小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积愈大，则需要包裹颗粒表面的水泥浆就越多。因此，一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆少。
砂的粗细程度及颗粒级配，常用筛分析的方法进行测定。用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。筛分析的方法，是用一套公称直径为5mm、2.50mm、1.25mm、0.63mm、0.315mm及0.16mm的标准筛，将500g（m0）的干砂试样由粗到细依次过筛，称得各个筛上颗粒的质量mi，并计算出各筛上的分计筛余a1、a2、a3、a4、a5、a6（mi/m0）及累计筛余A1、A2、A3、A4、A5、A6。累计筛余和分计筛余的关系见表2-6。

图2.2 砂的级配曲线

图2.3 砂子筛析试验
表2-6 累计筛余和分计筛余的关系
公称直径
方孔筛尺寸
筛余量m（g）
分计筛余（％）
累计筛余（％）
5mm
4.75mm
m1
a1=（m1/500）×100%
A1=a1
2.5mm
2.36mm
m2
a2=（m2/500）×100%
A2=a1+a2
1.25mm
1.18mm
m3
a3 =（m3/500）×100%
A3=a1+a2+a3
0.63mm
0.6mm
m4
a4 =（m4/500）×100%
A4 =a1+a2+a3+a4
0.315mm
0.3mm
m5
a5 =（m5/500）×100%
A5=a1+a2+a3+a4+a5
0.16mm
0.15mm
m6
a6 =（m6/500）×100%
A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6
细度模数的公式：
(式2-1)
式中 Mx ——砂的细度模数；
A1、A2、A3、A4、A5、A6——分别为4.75mm、2.36mm、1.18mm、600μm、300μm、150μm 方孔筛上的累计筛余。
细度模数越大，砂越粗。国标《建筑用砂》（GB/T 14684-2011）按细度模数将砂分为粗砂（Mx =3.7～3.1）、中砂（Mx =3.0～2.3）、细砂（Mx =2.2～1.6）三类。普通混凝土在可能情况下应选用粗砂或中砂，以节约水泥。
颗粒级配是指骨料中大小颗粒的搭配情况。级配良好的砂，砂粒之间的间隙就少，不仅可以节省水泥浆，同时可以保证混凝土的结构密实，强度高，耐久性更好。根据计算和实验结果，GB/T 14684-2011 规定将砂的合理级配以600μm
级的累计筛余率为准，划分为 1、2、3 区，见下表2-7。任何一种砂，只要其累计筛余率A1～A6 分别分布在某同一级配区的相应累计筛余率的范围内，即为级配合理，符合级配要求。具体评定时，除4.75mm 及600μm 级外，其他的累计筛余率允许稍有超出，但超出总量不得大于5%。
图2.4为骨料颗粒级配示意图。

图2.4 骨料颗粒级配示意图
(a)单一粒径；(b)两种粒径；(c)多种粒径

2-7 细骨料颗粒级配区
公称粒径（mm）
累计筛余％
Ⅰ区
Ⅱ区
Ⅲ区
5.00
10-0
10-0
10-0
2.50
35-5
25-0
15-0
1.25
65-35
50-10
25-0
0.630
85-71
70-41
40-16
0.315
95-80
92-70
85-55
0.160
100-90
100-90
100-90

表2-8 砂的颗粒级配实验室数据
筛孔尺
寸，mm
筛余量，g
分计筛余，%
累计筛余，%
累计筛余平均值
第一次
第二次
第一次
第二次
第一次
第二次
9.5
0
0
0
0
0
0
0
4.75
26
25
4.7
4.9
4.7
4.9
4.8
2.36
82
83
16.7
16.5
21.4
21.4
21.4
1.18
122
121
24.2
23.4
45.6
45.4
45.2
0.60
121
123
24.0
24.2
69.6
69.6
69.4
0.3
78
79
14.8
16.0
84.4
85.6
85.0
0.15
48
47
9.8
9.6
94.2
95.2
94.7
最底层
23
22
4.2
4.4
99.0
99.2
99.1
根据数据显示，Mx=（21.4+45.2+69.4+85+94.7－5×4.8）/（100－4.7）＝3.0，符合标准中中砂（Mx=3.0～2.3），同时该砂也符合颗粒级配的标准要求。该试验结果符合标准。
2. 含泥量、泥块含量和石粉含量
含泥量是指天然砂中的粒径小于0.075mm的颗粒含量，泥块含量是指砂中原粒径大于 1.18mm，经浸水冲洗、手捏后小于0.06mm的颗粒含量。泥包裹在砂粒表面，妨碍水泥浆与砂粒的粘结，降低混凝土的强度和耐久性，同时增加了需水量，降低拌合物的和易性。天然砂的含泥量、泥块含量应符合表 2-9 的规定。砂中含泥量应按下式 2-2 计算和砂中泥块含量应按下式 2-3 计算，精确至 0.1%：
wc =（m0-m1）/m0×100% （式 2-2）
式中 wc ——砂中含泥量，%；
m0 ——试验前的烘干试样质量，g；
m1 ——试验后的烘干试样质量，g
wc,L =（m1-m2）/m1×100% （式2-3）
式中 wc，L ——泥块含量，%；
m1 ——试验前的干燥试样质量，g；
m2 ——试验后的干燥试样质量，g
石粉含量是指人工砂中的粒径小于0.075mm的颗粒含量。过多地石粉会妨碍水泥浆与骨料的粘结，对混凝土有害；但是适量的石粉存在，可以弥补人工砂颗粒棱角多对混凝土带来的影响，完善砂子的级配，增加混凝土的密实度，有益于提高混凝土的综合性能。因此，对于人工砂中的石粉含量要求，分别定为3%、5%、7%，比天然砂中的含泥量放宽 2%。
表2-9混凝土细骨料中泥块和含泥量
项目
指标
Ⅰ类
Ⅱ类
Ⅲ类
含泥量（按质量计），％
≤2.0
≤3.0
≤5.0
泥块含量（按质量计），％
≤0.5
≤1.0
≤2.0

表 2-10 砂的含泥量及泥块含量的实验室数据
含泥量
次数
冲洗前烘干质
量，g
冲洗后烘干质
量，g
含泥
量，%

平均
值，%
泥块含量
次数
试验前干燥试样的量，g

试验后干燥试
样的量，g
泥块
量，%

平均
值，%
1
500
485
3.0
2.8
1
200
199
0.5
0.5
2
500
486
2.6
2
200
198
0.5
据表数据显示，根据表2-9混凝土细骨料中泥块和含泥量的要求，Ⅱ类砂的含泥量≤3.0，泥块含量≤1.0，含泥量为2.8，泥块含量0.5，符合工程中所用中砂标准要求。
3.坚固性
砂的坚固性是指砂在自然风化和其他外界物理、化学因素的作用下，抵抗破坏的能力。通常用硫酸钠溶液进行试验。

表2-11坚固性指标(GB/T 14684—2001)
项目
指标
Ⅰ类
Ⅱ类
Ⅲ类
质量损失（%，小于）
8
8
10
经检验，该工程所用砂的坚固性符合标准要求。
4. 表观密度、堆积密度和空隙率
标准中规定：表观密度不小于2500kg/m3，松散堆积密度不小于1400kg/m3，空隙率小于47％。
2.3 石子的质量检测
粒径大于4.75mm以上的骨料称为粗骨料，常用的是碎石和卵石两种。碎石是指由天然岩石或卵石经过机械破碎、筛分制成的粒径大于4.75mm的岩石颗粒（图2.5）；卵石是指由自然风化、水流搬运和分选、堆积而成的粒径大于4.75mm的岩石颗粒（图2.6），本工程采用的石子为碎石，级配为5～25mm，级配良好含水率5％，Ⅱ类。

图2.5 碎石 图2.6 卵石
依据《建筑用卵石、碎石》（GB/T 14685-2011）规范中规定：按技术要求分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类三个等级。Ⅰ类用于强度等级大于C60的混凝土；Ⅱ类用于强度等级C30～C60及抗冻、抗渗或有其他要求的混凝土；Ⅲ类适用于强度等级小于C30 的混凝土。对其质量要求有以下几个方面。
1.粗骨料的最大粒径
粗骨料公称粒径的上限称为该粒级的最大粒径。在骨料中最大粒径增大将使骨料的总比表面积减少，因此包裹粗骨料所需的水泥浆用量就少。而且在同样水泥用量的情况下，达到同样的和易性，可以降低用水量，提高强度和耐久性。
根据 《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）的规定：混凝土用的粗骨料，其最大粒径不得超过构件截面最小尺寸的1/4，且