混凝土的砂率指混凝土中砂的用量占砂、石总用量的百分率，砂率是混凝土配合比的重要参数，其大小直接影响混凝土的和易性、强度、体积稳定性等性能。砂在混凝土中的作用起到承上启下的作用，一方面填充粗骨料间的空隙，另一方面其与石子组成的综合空隙率又要被胶凝材料和水组成的浆体填充。此外，浆体又要包裹在骨料表面起润滑作用，改善混凝土拌合物的工作性，包裹在浆体表面的厚薄直接影响拌合物的流动性。砂率的大小直接决定混凝土骨料的总体级配、空隙率、总表面积等，合理的砂率，可以使骨料总体级配得到优化、空隙率较小，骨料的总比表面积也不大。合理的砂率可以用较小的胶凝材料用量获得满意的工作性，进而提高混凝土的体积稳定性。如何选择合理砂率，是配制性能优异混凝土性能的重要目标。确定砂率的方法很多，各有优缺点，因为混凝土原材料相互影响相互制约，一个配合比参数变化必然引起其他变化，需要丰富的经验才能应对。

1.查表法

《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2011)中，在确定水胶比和已知粗骨料最大粒径时，可以根据表1确定砂率，然后按照坍落度增加20mm增加砂率1%进行调整。该方法可以方便实践经验不足的技术人员使用，具有良好的指导意义，便于确定砂率的大致范围。若石子的最大粒径在表中没有出现，可以用插值法，水胶比小于0.4时应通过试验确定。

表1    混凝土的砂率（％）

水胶比（W/B）	卵石最大公称粒径（mm）			碎石最大粒径（mm）
	10.0	20.0	40.0	16.0	20.0	40.0
0.40	26～32	25～31	24～30	30～35	29～34	27～32
0.50	30～35	29～34	28～33	33～38	32～37	30～35
0.60	33～38	32～37	31～36	36～41	35～40	33～38
0.70	36～41	35～40	34～39	39～44	38～43	36～41

查表法仅靠水胶比和石子粒径来确定砂率，或略了骨料级配、空隙率以及砂细度模数、浆体量等因素的影响，很达到预期的技术效果。影响砂率变化的因素和规律需要深化，如砂石骨料的粒形、表面状态、级配、细粉含量、含泥量都影响砂率的选择。由此可见查表法确定砂率比较直观、明确、简单，可为混凝土初步(理论)配合比设计时提供初选砂率，也可为试验法提供砂率的大致选择范围，以减少试验法选择砂率的盲目性。

2.试验法

砂率改变会引起混凝土拌合物的性能变化，砂率既不能过大，也不能过小，存在一个合理砂率（为了便于生产控制可以看做是一个范围）可以获得满意的工作性。砂率过大，骨料的总表面积增加，空隙率增大，混凝土浆体不足拌合物干涩，粘聚性、流动性不足。砂率过小，砂填充粗骨料不足，降低混凝土拌合物的流动性，石子离析，胶凝材料浆流失，甚至出现溃散现象。通过试验调整确定合理砂率（范围），是生产、试验的一种方法。用试验方法探求合理砂率是在水胶比、用水量确定的情况下，试验调整砂率使混凝土拌合物获得满意的工作性(流动性、粘聚性、保水性)。具体做法是根据经验选择3～5个砂率拌制成拌合物，测出每组拌合物的坍落度（扩展度），建立砂率与坍落度的关系曲线图（如图，虚线部分表示拌合物粘聚性、保水性差），找到合理砂率（范围）。

混凝土是以试验为基础的学科，利用试验法确定合理砂率，可以直接用于混凝土生产，适应性强，而且容易把握砂率的变化规律及时调整配合比满足混凝土施工要求。使用试验法确定合理砂率的缺点就是工作性比较大，一旦混凝土原材料变化都需要大量试验验证。

3.砂石整体级配法

目前很多混凝土技术人员仅仅重视粗、细骨料各自的级配而忽视二者混合后的整体级配，鉴于此，有人提出使用砂石整体法确定砂率，其基本思想是砂石混合料堆积密度最大时砂石混合料的整体级配最好。具体做法是：(1)初步选取5组以上的砂率值；(2)将每组砂率换算成砂石比；(3)按砂石比将砂石混合均匀，测出砂石混合料的堆积密度；(4)绘制砂率(砂石比)与砂石混合料的堆积密度关系曲线(图2)；(5)从关系曲线(图2)上找出堆积密度最大所对应的砂率(砂石比)，即为合理砂率。

从图2可看出，砂率小于合理砂率时，随砂率增大，砂石混合料堆积密度增大，当砂率增大至合理砂率值时，砂石混合料的堆积密度达到最大值；砂率大于合理砂率且增大时，堆积密度几乎不变，即砂率有饱和点现象，所对应的合理砂率即为饱和点。可理解为砂率合理时，砂刚好填满石子的空隙，使石子空隙达到饱和状态。理论上，按合理砂率将砂石混合，砂石混合料整体级配最优，填充其所需的胶凝材料浆最少，骨架作用越强。然而，混凝土的形成既需各组成材料的相互填充，还需相互包裹。砂浆除填满石子的空隙外，还需在石子表面形成足够的砂浆层，以赋予混凝土拌合物的流动性。因此，按合理砂率拌制混凝土，混凝土拌合物流动性小、干涩、离析，现场试拌的试验结果也证实了该现象。为获得较好的混凝土拌合物和易性，通常在合理砂率的基础上再增加约5％。比如，合理砂率为29.3％，最终取29.3％+5％=34.3％。

此外，砂石整体法的关键是试验时能否将砂石混合均匀，试验发现，若将砂石混合料直接在钢板上混合，会出现砂沉底现象导致砂石混合料不均匀，用铁铲取料时铁铲周围会出现流砂现象，导致砂石混合料不均匀。同时还发现，砂石混合料越少，砂石分离沉底现象越严重。

4.计算法

混凝土拌合物被认为存在填充和包裹关系，即粗骨料的空隙细骨料填充，细骨料的空隙浆体填充，浆体包裹细骨料形成砂浆，砂浆包裹粗骨料。把砂填充石子的空隙并包裹其表面引入一个系数（拨开系数），即砂率β=KPρ_s/(ρ_g+KPρ_s)×100%，其中，P为石子空隙率，ρ_s为砂堆积密度，ρ_g为石子堆积密度，K为拨开系数。

计算法所涉及的参数也不多(只涉及砂石表观密度、堆积密度)，简便易行，未涉及砂石的粒形、级配等性能，计算法适用较广。但由于拨开系数是人为设定的，其大小是否合适直接影响砂率的计算效果。

结语

无论选用那种方法确定砂率，初步确定的只是一个数值，具体砂率还需要试验进行调整。没有一成不变的砂率，只有变化莫测的原材料，灵活丰富的砂率调整经验才是保障混凝土拌合物状态温度的法宝。不要奢求某种一劳永逸的方法，每种方法都有自身的局限性和试验前提，特定条件下得到的结论不能放入四海而皆准。换句话说，比人的方法很好，但不能忽略其前提条件，砂率的调整是灵活多变的，没有原材料性能的调整，砂率仅仅是一个数字。但砂率确定方面也有一些内在的规律可循，这些只是调整的方向具体怎么调整，还要靠试验确定。

（1）当石子最大粒径较大、级配较好、表面光滑时、空隙率低时，合理砂率取较小值。

（2）当砂的细度模数较小时，砂的填充作用充分，合理砂率取较小值。

（3）混凝土拌合物中浆体量较多时，合理砂率可取较小值。

（4）当使用引气剂或引气减水剂时，变相增加浆体量，合理砂率可取较小值。

（5）混凝土坍落度较大时，合理砂率较大；混凝土坍落度较小时，合理砂率较小。

（6）在相同的条件下，用碎石（或机制砂）配制混凝土比用卵石（或河砂）配制混凝土的合理砂率大。

（7）用单粒级石子配制混凝土时，合理砂率较大。

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