级配是集料各级粒径颗粒的分配情况,可通过
筛析试验确定。
分类
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。
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。
国家标准
相关国家标准中关于砂的表述:
砂的级配 (sand grading):砂试样中各级砂粒的分配情况。
砂的级配曲线(sand grading curve):以砂的标准筛上各级累计筛余百分数为纵坐标,筛孔尺寸为横坐标绘成的用以直观判断砂颗粒组成的曲线。
砂的级配标准区(sand grading standard region):用于衡量砂颗粒级配的标准区。
细度模数(MX)(fineness modulus):表示砂颗粒粗细程度的一种指标,用砂的标准筛筛析结果确定:MX=[(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1]/(100-A1),式中:A1、A2、A3、A4、A5、A6——分别为砂的标准筛筛孔尺寸的5,2.5,1.25,0.63,0.315,0.16mm各筛上的累计筛余百分率。
砂的最大粒径(dm ax)(maximum size of sand):根据
砂浆保护层厚度、网格尺寸及
钢丝网水泥板厚度确定的砂的最大允许尺寸。