级配分析粗细程度与颗粒级配

在土木工程中，粒径大于4.75mm的骨料为粗骨料，又称为“石子”；粒径介于0.15mm~4.75mm之间的骨料为细骨料，又称为“砂”。我们可以通过筛分析，计算砂子的大小搭配状况，判断砂子的级配和细度模数。

砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合体平均粒径大小。通常用细度模数(Mx)表示，其值并不等于平均粒径，但能较准确反映砂的粗细程度。细度模数Mx越大，表示砂越粗，单位重量总表面积(或比表面积)越小;Mx越小，则砂比表面积越大。

砂的颗粒级配是指不同粒径的砂粒搭配比例。良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充使砂形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。这样可达到节约水泥，提高混凝土综合性能的目标。因此，砂颗粒级配反映空隙率大小。

级配分析细度模数和颗粒级配的测定

砂的粗细程度和颗粒级配用筛分析方法测定，用细度模数表示粗细，用级配区表示砂的级配。根据《建筑用砂》(GB/T14684-2001)，筛分析是用一套孔径为4.75，2.36，1.18，0.600，0.300，0.150mm的标准筛，将500克干砂由粗到细依次过筛(详见试验)，称量各筛上的筛余量 (g)，计算各筛上的分计筛余率 (%)，再计算累计筛余率 (%)。（JGJ52采用的筛孔尺寸为5.00、2.50、1.25、0.630、0.315及0.160mm。其测试和计算方法均相同，混凝土行业普遍采用该标准。）

细度模数根据下式计算(精确至0.01)：

根据细度模数Mx大小将砂按下列分类：

Mx>3.7 特粗砂；Mx=3.1～3.7粗砂；Mx=3.0～2.3中砂；Mx=2.2～1.6细砂；Mx=1.5～0.7特细砂。

砂的颗粒级配根据0.600mm筛孔对应的累计筛余百分率A4，分成Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区三个级配区。级配良好的粗砂应落在Ⅰ区;级配良好的中砂应落在Ⅱ区;细砂则在Ⅲ区。实际使用的砂颗粒级配可能不完全符合要求，除了4.75mm和0.600mm对应的累计筛余率外，其余各档允许有5%的超界，当某一筛档累计筛余率超界5%以上时，说明砂级配很差，视作不合格。

以累计筛余百分率为纵坐标，筛孔尺寸为横坐标，根据级区可绘制Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级配区的筛分曲线。在筛分曲线上可以直观地分析砂的颗粒级配优劣 。

级配分析研磨体级配的意义

不同规格的研磨体及其质量的配合称为研磨体的级配。

钢球直径的大小及其质量的配合称为研磨体都级配。其级配的优劣直接影响磨机产量和研磨体的消耗。级配主要根据被磨物料都物理化学性质、磨机的构造以及产品的细度要求等因素确定。物料在粉磨过程中，开始块度较大，需用较大直径的钢球冲击破碎。随着块度变小，需用小刚球粉磨物料，以增加对物料都研磨能力。在研磨体装载量不变都情况下，缩小研磨体尺寸，就能增加研磨体的接触面积，提高研磨能力。选用钢球都规格与被磨物料的粒度有一定都关系。物料粒度越大，钢球都平均直径也应该大。由此可见，磨内完全用大直径和完全用小直径的研磨体都不适合，必须保证既有一定都冲击能力，又有一定都研磨能力，才能达到优质、高产、低消耗的目的 。

级配分析研磨体级配的原则

根据生产经验、研磨体级配一般遵循下述原则。

1、根据入磨物料的粒度、硬度、易磨性及产品细度要求来配合。当入磨物料粒度较小、易磨性较

好、产品细度要求细时，就需加强对物料的研磨作用，装入研磨体直径应小些；反之，当入磨物料粒度较大，易磨性较差时，就应加强对物料的冲击作用，研磨体的球径应较大。

2、大型磨机和小型磨机、生料磨和小泥磨的钢球级配应有区别。由于小型磨机的筒体短，因而物

料在磨内停留的时间也短，所以在入磨物料的粒度、硬度相同的情况下，为延长物料在磨内的停留时间，其平均球径应较大型磨机小（但不等于不用大球）。在磨机规格和入磨物料粒度、易磨性相同的情况下，由于生料细度较水泥粗，加之粘土和铁粉的粒度小，所以生料磨应加强破碎作用，在破碎仓应减小研磨作用。

3、磨内只用大钢球，则钢球之间的空隙率大。物料流速快，出磨物料粗。为了控制物料流速，满

足细度要求，经常是大小球配合使用，减小钢球的空隙率，使物料流速减慢，延长物料在磨内的停留时间。

4、各仓研磨体级配时，一般大球和小球都应少，而中间规格的球应多，即所谓的“两头小中间大”。

如果物料的粒度大，硬度大，则可增加大球，而减少小球。

5、单仓球磨应全部装钢球，不装钢段；双仓磨的头仓用钢球，后仓用钢段；三仓以上的磨机一般

是前两仓装钢球，其余装钢段。为了提高粉磨效率，一般不允许球和段混会使用。

6、闭路磨机由于有回料入磨，钢球的冲击力由于“缓冲作用”会减弱，因此钢的平均球径应大些。

7、由于衬板的选使带球能力不足，冲击力减小，应适当增加大球。

8、研磨体的总装载量不应超过设计允许的装载量。

研磨体的级配是针对球磨机而言的（立磨涉及不到这一问题），主要内容包括：各磨仓研磨体的类型、配合级数、球径（最大、最小、平均球径）的大小、不同规格的球（棒、钢段）所占的比例及装载量。级配好后，需进行生产检验，并结合实际情况进行合理的调整。2100433B

粗细不同的粒径按照一定的比例组合搭配在一起，以达到较高的密实程度，根据搭配组成的结果，可得到以下几种不同级配分类。

1、连续级配：连续级配是某一矿料在标准套筛中进行筛分后，矿料的颗粒由大到小连续分布，每一级都占有适当的比例。这种由大到小逐级粒径都有，并按比例互相搭配组成的矿质混合料，称为连续级配混合料。

2、间断级配：在矿料颗粒分布的整个区间里，从中间剔除一个或连续几个粒级，形成一种不连续的级配，成为所谓的间断级配。

3、连续开级配：整个矿料颗粒分布范围较窄，从最大粒径到最小粒径仅在数个粒级上以连续的形式出现，形成所谓的连续开级配。

颗粒级配粗细程度

砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合体平均粒径大小，用细度模数（Mx）表示。细度模数Mx越大，表示砂越粗，Mx越小，则砂比表面积越大。

砂的颗粒级配是指不同粒径的砂粒搭配比例。良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充使砂形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。这样可达到节约水泥，提高混凝土综合性能的目标。因此，砂颗粒级配反映空隙率大小。

1）细度模数和颗粒级配的测定。砂的粗细程度和颗粒级配用筛分析方法测定，用细度模数表示粗细，用级配区表示砂的级配。筛分析是用一套孔径为4.75，2.36，1.18，0.600，0.300，0.150mm的标准筛，将500克干砂由粗到细依次过筛（详见试验），称量各筛上的筛余量mi（g），计算各筛上的分计筛余率ai（%），再计算累计筛余率Ai（%）。ai和Ai的计算关系见表4-3。细度模数的计算见例题。

2）砂的掺配使用。

配制普通混凝土的砂宜为中砂（Mx=2.3～3.0）Ⅱ级区。但实际工程中往往出现砂偏细或偏粗的情况。通常有两种处理方法：只有一种砂源时，对偏细砂适当减少砂用量，即降低砂率；对偏粗砂则适当增加砂用量，即增加砂率。粗砂和细砂可同时提供时，宜将细砂和粗砂按一定比例掺配使用，这样既可调整Mx，也可改善砂的级配，有利于节约水泥，提高混凝土性能。掺配比例可根据砂资源状况，粗细砂各自的细度模数及级配情况，通过试验和计算确定。

颗粒级配砂的含水状态

砂的含水状态有如下4种，如图《颗粒级配》所示。

绝干状态：砂粒内外不含任何水，通常在105±5℃条件下烘干而得。

颗粒级配气干状态

砂粒表面干燥，内部孔隙中部分含水。指室内或室外（天晴）空气平衡的含水状态，其含水量的大小与空气相对湿度和温度密切相关。

饱和面干状态：砂粒表面干燥内部孔隙全部吸水饱和。水利工程上通常采用饱和面干状态计量砂用量。

湿润状态：砂粒内部吸水饱和，表面还含有部分表面水。施工现场，特别是雨后常出现此种状况，搅拌混凝土中计量砂用量时，要扣除砂中的含水量；同样，计量水用量时，要扣除砂中带入的水量。

粗细不同的粒径按照一定的比例组合搭配在一起，以达到较高的密实程度，根据搭配组成的结果，可得到以下几种不同级配分类。

1、连续级配：连续级配是某一矿料在标准套筛中进行筛分后，矿料的颗粒由大到小连续分布，每一级都占有适当的比例。这种由大到小逐级粒径都有，并按比例互相搭配组成的矿质混合料，称为连续级配混合料。

2、间断级配：在矿料颗粒分布的整个区间里，从中间剔除一个或连续几个粒级，形成一种不连续的级配，成为所谓的间断级配。

3、连续开级配：整个矿料颗粒分布范围较窄，从最大粒径到最小粒径仅在数个粒级上以连续的形式出现，形成所谓的连续开级配。

砂

在土木工程中，粒径大于4.75mm的骨料为粗骨料，又称为“石子”；粒径介于0.15mm~4.75mm之间的骨料为细骨料，又称为“砂”。我们可以通过筛分析,计算砂子的大小搭配状况,判断砂子的级配和细度模数。

粗细程度与颗粒级配：

砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合体平均粒径大小。通常用细度模数(Mx)表示，其值并不等于平均粒径，但能较准确反映砂的粗细程度。细度模数Mx越大，表示砂越粗，单位重量总表面积(或比表面积)越小;Mx越小，则砂比表面积越大。

砂的颗粒级配是指不同粒径的砂粒搭配比例。良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充使砂形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。这样可达到节约水泥，提高混凝土综合性能的目标。因此，砂颗粒级配反映空隙率大小。

细度模数和颗粒级配的测定：

砂的粗细程度和颗粒级配用筛分析方法测定，用细度模数表示粗细，用级配区表示砂的级配。根据《建筑用砂》(GB/T14684-2001)，筛分析是用一套孔径为4.75，2.36，1.18，0.600，0.300，0.150mm的标准筛，将500克干砂由粗到细依次过筛(详见试验)，称量各筛上的筛余量 (g)，计算各筛上的分计筛余率 (%)，再计算累计筛余率 (%)。（JGJ52采用的筛孔尺寸为5.00、2.50、1.25、0.630、0.315及0.160mm。其测试和计算方法均相同，混凝土行业普遍采用该标准。）

细度模数根据下式计算(精确至0.01)：

根据细度模数Mx大小将砂按下列分类：

Mx>3.7 特粗砂;Mx=3.1～3.7粗砂;Mx=3.0～2.3中砂;Mx=2.2～1.6细砂;Mx=1.5～0.7特细砂。

砂的颗粒级配根据0.600mm筛孔对应的累计筛余百分率A4，分成Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区三个级配区。级配良好的粗砂应落在Ⅰ区;级配良好的中砂应落在Ⅱ区;细砂则在Ⅲ区。实际使用的砂颗粒级配可能不完全符合要求，除了4.75mm和0.600mm对应的累计筛余率外，其余各档允许有5%的超界，当某一筛档累计筛余率超界5%以上时，说明砂级配很差，视作不合格。

以累计筛余百分率为纵坐标，筛孔尺寸为横坐标，根据级区可绘制Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级配区的筛分曲线。在筛分曲线上可以直观地分析砂的颗粒级配优劣。

研磨体

不同规格的研磨体及其质量的配合称为研磨体的级配。

研磨体级配的意义

钢球直径的大小及其质量的配合称为研磨体都级配。其级配的优劣直接影响磨机产量和研磨体的消耗。级配主要根据被磨物料都物理化学性质、磨机的构造以及产品的细度要求等因素确定。物料在粉磨过程中，开始块度较大，需用较大直径的钢球冲击破碎。随着块度变小，需用小刚球粉磨物料，以增加对物料都研磨能力。在研磨体装载量不变都情况下，缩小研磨体尺寸，就能增加研磨体的接触面积，提高研磨能力。选用钢球都规格与被磨物料的粒度有一定都关系。物料粒度越大，钢球都平均直径也应该大。由此可见，磨内完全用大直径和完全用小直径的研磨体都不适合，必须保证既有一定都冲击能力，又有一定都研磨能力，才能达到优质、高产、低消耗的目的 。

研磨体级配的原则

根据生产经验、研磨体级配一般遵循下述原则。

①根据入磨物料的粒度、硬度、易磨性及产品细度要求来配合。当入磨物料粒度较小、易磨性较

好、产品细度要求细时，就需加强对物料的研磨作用，装入研磨体直径应小些；反之，当入磨物料粒度较大，易磨性较差时，就应加强对物料的冲击作用，研磨体的球径应较大。

②大型磨机和小型磨机、生料磨和小泥磨的钢球级配应有区别。由于小型磨机的筒体短，因而物

料在磨内停留的时间也短，所以在入磨物料的粒度、硬度相同的情况下，为延长物料在磨内的停留时间，其平均球径应较大型磨机小（但不等于不用大球）。在磨机规格和入磨物料粒度、易磨性相同的情况下，由于生料细度较水泥粗，加之粘土和铁粉的粒度小，所以生料磨应加强破碎作用，在破碎仓应减小研磨作用。

③磨内只用大钢球，则钢球之间的空隙率大。物料流速快，出磨物料粗。为了控制物料流速，满

足细度要求，经常是大小球配合使用，减小钢球的空隙率，使物料流速减慢，延长物料在磨内的停留时间。

④各仓研磨体级配时，一般大球和小球都应少，而中间规格的球应多，即所谓的“两头小中间大”。

如果物料的粒度大，硬度大，则可增加大球，而减少小球。

⑤单仓球磨应全部装钢球，不装钢段；双仓磨的头仓用钢球，后仓用钢段；三仓以上的磨机一般

是前两仓装钢球，其余装钢段。为了提高粉磨效率，一般不允许球和段混会使用。

⑥闭路磨机由于有回料入磨，钢球的冲击力由于“缓冲作用”会减弱，因此钢的平均球径应大些。

⑦由于衬板的选使带球能力不足，冲击力减小，应适当增加大球。

⑧ 研磨体的总装载量不应超过设计允许的装载量。

研磨体的级配是针对球磨机而言的（立磨涉及不到这一问题），主要内容包括：各磨仓研磨体的类型、配合级数、球径（最大、最小、平均球径）的大小、不同规格的球（棒、钢段）所占的比例及装载量。级配好后，需进行生产检验，并结合实际情况进行合理的调整。