混凝土用砂石筛网标准亟待完善_傅沛兴

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混凝土用砂石筛网标准亟待完善

北京市建筑工程研究院 傅沛兴

混凝土是土木建筑工程的主要结构材料，混凝土的技术与质量水平，直接影响工程结构的质量与寿命。我国正处于大规构成混模建设时期，2009年仅商品混凝土产量即高达9.5亿m3。凝土的原材料除水泥基胶结材外，集料砂、石是配制混凝土不可或缺的重要原材料。配制优质混凝土不但要求集料的质量，而且必须具备有利于配制优质混凝土的相应规格。然而，当前我国在集料规格标准方面却存在不利于配制优质混凝土、不利于混凝土科学技术发展的严重问题。

近几十年来，混凝土科学技术有了飞跃的发展，主要体现在以下两个方面：

首先，自上世纪七十年代初日本与德国分别发明萘系与三聚氰胺系高效减水剂以来，由于高效减水剂使水泥及水化物颗粒形成互相排斥的ζ电位，解决了水泥与拌和水间的絮凝问题，从而减少了用水量，提高了混凝土拌和物的流动性与密实性。伴随水灰比降低，上世纪八十年代，高强混凝土得到较快发展。基于高效减水剂的减水性能，具备了大量掺用矿物掺和料的可能性，至上世纪九十年代初，出现了施工性与耐久性均优异的高性能混凝土以及可以大大降低能耗与噪音污染的自密实混凝土。随着人们较易获得具备较好流动性与粘聚性的混凝土拌和物，混凝土的施工方法也相应发生了革命性变化，泵送施工迅速成为普遍性的施工方法，最高泵送己超过400m。

其次，随着泵送施工方法的广泛应用，要求混凝土拌和物必须具备优质流变性。而要配制优质流变性混凝土拌和物，除对水泥基胶结材浆体要求具有一定的流动性与粘聚性外，集料的连续级配与优质粒形同样是必要的条件，从而引起国内外混凝土业界对集料连续级配的高度重视。

生产实践表明，优质连续级配可使粗集料石子的空隙率降至38%以下，不仅有利于混凝土拌合物的流变性，而且可节约单方拌和水量，同时节约水泥基胶结材用量，有利于泵送施工。生产经验同样表明，即使生产非泵送施工的如飞机跑道用的干硬

性混凝土，道路桥梁以及生产预制构件的低塑性混凝土，也同样要求集料具有优质连续级配，以利于施工成型密实性。然而，我国与配制混凝土相关的砂石筛网标准却存在既不利于石子连续级配，也不符合我国法定计量单位的严重不正常现象。

我国于1977年在国际米制公约上签字，于1984年以SI单位（基于米、千克、秒的国际公认单位）为基础公布了我国的法定计量单位，并在全国各行各业及科研生产中实行。我国土建工程配制混凝土的砂、石筛网均以5mm为砂、石粒径界限，颗粒粒径小于5mm为砂，大于5mm为石，在此基础上形成我国的砂、石筛网系列。

这种以我国法定计量单位为基础制订的砂、石筛网系列，明显有利于集料的连续级配，有利于提高我国土建混凝土的工程质量与科技进步。而于2001年由中国砂石协会修订的国家标准《建筑用砂》GB/T14684-2001和《建筑用卵石碎石》GB/T14685标准，却以与国际接轨为名，将砂的最大粒径由5mm改为4.75mm，将20mm的石子筛网改为19mm，并由圆孔筛改为方孔筛。

显然这些筛网尺寸接近于英制，如石子3/4”=19.05mm，接近于19mm；砂子最大粒径3/16”=4.7525mm接近于4.75mm。由于美国也已在国际米制公约上签字，在科学技术飞速发展的时代，有必要向公制靠拢，将筛孔改为上述SI制尺寸是合乎情理的；而我国则早已以SI公制为基础公布实行了法定计量单位，显然没有必要再向靠近英制的筛网尺寸改动。如此改变砂石筛网尺寸，对推动我国混凝土工程的技术进步没有任何好处；而且全国的建筑、市政、铁道、交通、港工、冶金建设、化工建设等若干万个基层土建单位以及学校、科研、检测等单位，如果实行中国砂石协会的标准，则意味着正在使用的标准筛网将全部废弃，重新购置新筛网。我们国家并不富裕，经不起这样的折腾。事实上，由于建设部行业标准《普通混凝土用砂质量标准及检测方法》JGJ52-92和《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检测方法》JGJ53-92中的筛网尺寸均为公制，长期以来一直为全国各行业土建单位所采用，因而中国砂石协会于2001年修订的国

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CHINA CONCRETE 2011.02 NO.20

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家标准《建筑用砂》GB/T14684-2001和《建筑用卵石碎石》GB/T14685标准虽己公布4年，但很少被采用。

2004年在修订建设部行业标准《普通混凝土用砂质量标准及检测方法》JGJ52-92和《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检测方法》JGJ53-92时，中国砂石协会就极力主张按国标《建筑用砂》GB/T14684-2001和《建筑用卵石碎石》GB/T14685标准修订，当时笔者曾联系赵国藩、吴佩刚、李金玉、覃维祖等部分业内专家联名上书建设部陈述理由，反对这样修订，却没有成功。在当时砂石协会相关人员的努力下，行标《普通用砂、石质量标准及检测方法标准》JGJ52-2006终于也改为靠近英制的筛网尺寸。

经查阅国际资料，ISO6274-1982《混凝土集料筛分标准》规定了三种筛网孔径标准，以mm为单位分为三个系列：

A系列：63.0，31.5，16.0，8.0，4.0，2.0，1.0，0.500，0.250，

0.125，0.063；

B系列：75.0，37.5，19.0，9.50，4.75，2.36，1.18，0.600，

0.300，0.150，0.075；

C系列：80.0，40.0，20.0，10.0，5.0，2.50，1.25，0.63，

0.315，0.160，0.080。

显然，A系列是欧洲现行的以粒径4mm以下为砂的砂、石筛网标准，筛网尺寸基本上是以4mm的2倍或1/2倍数递增或递减的；C系列则是以我国、日本等以粒径5mm以下为砂的砂、石筛网标准，筛网尺寸基本上是以5mm的2倍或1/2倍数递增或递减的。

我国修订前的国标GB/T14684、GB/T14685与行标JGJ52、JGJ53的砂、石筛网标准均符合ISO 6274标准的C系列。中国砂石协会以与国际接轨为名，将我国以SI公制为基础的C系列改为以英制为基础的B系列，实际上是一种倒退，对我国混凝土科学技术进步没有任何好处。更有甚者，英美执行的B系列都是以英寸为基础向SI公制靠拢而规定的公制筛孔尺寸，在19.0mm与9.50mm之间并没有规定中间的筛网尺寸，而GB/T14685标准与JGJ52-2006标准却均在方孔筛19.0mm与9.50mm之间增加方孔筛16.0mm这样一个符合A系列（以4mm为基数）标准的筛网尺寸，更是不伦不类。由于16mm距19mm太近，而距9.5mm又太远，设这么一个筛孔明显不利于石子的等差级连续级配。公称粒径25mm的方孔筛边长竟规定为26.5mm，显然不合理，且不利于石子的连续级配。

为研究配制混凝土的石子连续级配，笔者去年曾向多个熟悉的基层试验单位借用圆孔筛，所得的答复均为“早已弃诸废铁堆了”，对此状况深感痛惜。

为使我国混凝土科学技术不断向前发展，确有必要将我国的混凝土集料筛网尺寸由现行的英制改回SI公制，理想的设想是改回原来的圆孔筛标准。然而不可忽视的现实情况是，全国土建基层以及学校、科研、检测等大量单位已经广泛采用英制

方孔筛，如果这样改动必将再一次造成全国性的大浪费。在这种情况下需要研究出一个既有利于改回公制筛孔标准，又不致于造成浪费国家有限资源的科学方法。

试验表明：如果集料中片状颗粒不多，10mm圆孔筛与9.5mm方孔筛的筛分通过率接近，20mm圆孔筛与19mm方孔筛的筛分通过率接近。或者可以认为，圆孔筛孔径乘以0.95作为方孔筛边长时，两者的筛分效果是接近的。

为此，建议国家相关单位在修订砂、石标准时，首先应明确按SI公制以粒径5mm以下为砂，粒径5mm以上为石。公称粒径以圆孔筛孔径为准，同时允许使用方孔筛。在使用方孔筛时，方孔筛边长均改为圆孔筛孔径乘以0.95。这就可以在使用方孔筛时基本做到筛分的效果与公称粒径的圆孔筛效果相同或近似。砂筛则同样公称粒径以圆孔筛孔径为准，同时可以保留使用现行的方孔筛系列。鉴于现在国内商品混凝土的集料最大粒径多为25mm与20mm，为利于泵送混凝土的集料连续级配，石筛宜将公称粒径16mm改为15mm，相应的方孔筛网边长为15×0.95=14.3mm；同样，圆孔筛孔径25mm的相应的方孔筛网边长为25×0.95=23.8mm。

这样，除水利、港工等采用石子最大粒径较大的工程外，绝大部分土建工程单位的混凝土砂、石筛网，仅将原公称粒径16mm改为15mm，方孔筛边长由16mm改为14.3mm，原公称粒径25mm的方孔筛边长由26.5mm改为23.8mm。只需改动这两个方孔筛，就可以达到将英制筛网系列改回符合我国法定计量单位即SI公制，既有利于我国混凝土施工质量与科学技术进步，又不会立即完全废除现行的方孔筛系列，而造成国家资源的浪费。

现代土木建筑工程结构日益向高、大、深发展，很多还接触海洋等恶劣环境条件，这就要求作为主要结构材料的混凝土应具有符合科学规律性的相应规程，以利于配制出能满足各种结构性能的优质混凝土，确保工程结构的质量与使用寿命。由于集料连续级配是科学配制优质混凝土的必要条件，基于以上论述，现行的砂石筛网标准已不能适应当今混凝土配制质量的要求，不修改就无法适应混凝土科学技术发展要求的程度。

以上管见，希望引起业内同仁的关注。

作者简介

傅沛兴，男，1924年生，教授级高级工程师，从事混凝土生产与科研工作近60年。上世纪五十年代曾在我国第一座原子反应堆与回旋加速器工程中配制多种防辐射重混凝土，上世纪七十年代在援建延安钢厂建设中配制从450℃至1350℃耐火混凝土，曾参与制订“混凝土冬期施工规程”、“自密混凝土应用技术规程”，主持制订“北京市预防混凝土碱集料反应规程”等，现继续从事混凝土科研工作。

联系电话：010-68210648E-mail:[email protected]

总20期 2011.02 混凝土世界

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