砂石骨料的级配对混凝土性能的影响
骨料质量对混凝土性能的影响
中图 分 类 号 ： Ｕ５ ８０ １ Ｔ骨料 周 围形成裂缝也 多。骨 混凝土 中的砂 、 石子一般称之为骨料 ， 砂为细骨料 ， 石子为粗 缩量也不同 。粒径大收缩差值 也大 ， 骨料 ， 它们是组成混凝土的主要材料 ， 占混凝土体 积的 ３ ４以上 ， 料粒径减小增 加粘 结面 积 ， 和均匀 性提 高； 围气孔及 原始裂 ／ 拌 周 起着骨架 的作用 ， 决定着建筑物或构筑物的耐久性和安全性 。
骨 料 质 量 对 混 凝 土 性 能 的 影 响
张 文 照
摘 要： 由于骨料是组成混凝土的主要材料， 骨料 的品种 、 从 骨料 的形状 、 骨料的粒径 大４ 以及 骨料 中的有害成分等方面 、 阐述 了骨料对混凝 土强度 的影响， 并讨论 了骨料对抗渗性的影响， 以期提高建筑物的耐久性和 安全性。
缝减少 ， 水膜减薄受力更合理 ， 助于提高混凝土强度。 有
１ 骨料 对混 凝土强 度的 影响 １ １ 骨料品 种对 强度 的影响 ．
不论结构构件是何种形状 ， 其强度都具有 随骨料最大粒径 的
减小而提高 的特性 。以相 同水灰 比为例 ， 骨料最 大粒径 为 ４ 瑚 ０ｎ
０ｎｎ 时 骨料来源于岩石 ， 的性质取决 于岩石的天然性 质。岩石组 时的强度与骨料粒径为 ２ ｌ２ 的立方体 积强度高 。水灰 比越 它 小骨料粒径对立方体 强度影 响越 明显 ， 用碎石 时 ， 料粒径对 选 骨 成和结构不 同， 强度 也不 相 同， 于骨 料 的岩 石一 般有 ： 英 其 用 石 石、 花岗石、 大理石 、 石灰石 、 石等。它 们的天然性 质各不相 同 ， 混凝土强度不如卵石 明 显。因碎石在破 碎时其 内部不 可避免 地 砂 产生许多裂缝 。混凝土拌 和时 的水泥 浆体难 以渗进 裂缝 中去 粘 决 定了骨料 的性质也不相同 ， 拌和 的混凝土强度也有所差异 。
骨料对混凝土性能的影响
骨料对混凝土性能的影响骨料的质量又受生产条件、破碎工艺的等影响，颗粒形态不可能达到规格一致，骨料颗粒按形貌特征分为棱角状、次棱角状、近圆形、亚圆形、全圆形五种粒形。
目前，人们普遍认为骨料的颗粒形状为近球形或正多面体时较为理想。
粗骨料在混凝土中不仅仅是起到骨架作用，而且其本身的材质、强度、吸水率、以及不同的形成条件（表面特征）和不同的生产工艺（空隙率、颗粒形状等）都对混凝土性能有较大的影响。
骨料的数量效应非常显著，即骨浆比和砂率的大小对于混凝土强度和氯离子渗透性的影响均比较大，水胶比、骨浆比和砂率对混凝土强度和氯离子渗透性的影响顺序相同，但影响程度不一样；骨浆比不仅影响孔结构，而且也影响孔溶液的化学成分，因而其对氯离子渗透性的影响比砂率大。
水胶比为0.28时，碎卵石、火山岩、石灰岩等粗骨料的矿物成份、粒形、表面性状以及坚硬程度不同都会对混凝土性能产生影响。
但是，目前不同种粗骨料对高性能混凝土弹性模量以及抗弯强度的影响尚缺乏精确的评估标准，这可能是由于现在的混凝土的水胶比低，水泥砂浆和过渡区的强度不断提高，导致粗骨料在混凝土中的作用变大。
岩石的种类不同，它的组成成分一般不同，组成成分又决定了岩石的性质，那么，当其作为混凝土骨料时，就会对混凝土本身的性能产生不可忽视的影响。
粗骨料为石英岩的混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度要比大理岩混凝土高10%~20%。
然而，对于较低强度的混凝土，骨料种类的不同给混凝土强度带来的差异将明显减小。
不仅如此，粗骨料种类会对混凝土断裂能产生重要影响，高强度低脆性的骨料可以用来配制低脆性高强度混凝土。
机制骨料在生产过程中不可避免的会产生针片状颗粒，针片状颗粒含量也会因生产工艺、原材料来源不同而有很大差异，含量一般可达10%以上。
粗骨料中针片状碎石增加了新拌混凝土在流动过程中的摩擦阻力，针片状碎石的坚韧性比普通粒形的坚韧性差，从而影响着混凝土的强度性能。
针片状颗粒含量的增加会降低混凝土的和易性，因为针片状颗粒比表面积大，需要更多水泥浆体包裹其表面，并且针片状颗粒含量高的粗骨料空隙率大，需要更多的水泥浆体进行填充。
浅析粗细骨料的级配组合对商品混凝土性能的影响
浅析粗细骨料的级配组合对商品混凝土性能的影响摘要：本文通过对混凝土骨料级配问题的重点说明，探讨了它在实际生产中的重要作用以及性能影响和理论分析等问题。
关键词：混凝土；骨料；级配影响；理论分析商品预拌混凝土由多种原材料组成，包括水泥、水、砂、石、外加剂、掺和料等六大类，每种原材料都在混凝土里起到重要作用，对其各种性能有巨大的影响，这里我重点谈谈砂石骨料的级配问题。
一、定义分类骨料一般是指混凝土中的砂、石等岩石颗粒原材料，也叫混凝土集料。
颗粒的公称直径范围普遍在0.16～31.5mm之间，大体分为细骨料和粗骨料。
细骨料即是砂子，粒径范围是5～0.16mm，并根据“细度模数μf” 可以继续细分为：粗砂（μf=3.7～3.1）、中砂（μf=3.0～2.3）、细砂（μf=2.2～1.6）、特细砂（μf=1.5～0.7）；粗骨料即是石子，粒径在31. 5～5mm，一般分类为大石子（16～31.5mm）、小石子（5～16mm）和中石子（10～25mm）。
二、基本情况骨料是混凝土中的大宗耗材，普通混凝土的容重基本在2380kg/m3左右，其中的砂石用量一般可达1800 kg/m3，所占到的比重在3/4以上，所以骨料在混凝土中有着举足轻重的作用。
它相当于撑起人体的骨架，在混凝土中起到保持形状、增加强度的作用。
粗骨料石子是“大体积”材料，主要提供强度。
细骨料砂子的主要作用是填补大颗粒间空隙，与水泥形成砂浆润滑骨料颗粒间的流动，改良砼料和易性。
衡量骨料质量优劣的指标有许多种，比如砂子细度、石子压碎值、含泥量、含粉量、表观密度、针片状含量、有害物含量等等，其中最常用到的还有它们的筛分级配，这也是本文讨论的主要范围。
表1 砂筛分的累计筛余、分计筛余及细度计算在讨论骨料级配级配之前，首先要清楚几个相关概念，比如筛余量、分计筛余、累计筛余等，上面表1中所说明的就是砂子筛分实验中有它们之间的关系。
砂细度计算公式：μf=(β2+β3+β4+β5+β6－5β1 )／(100－β1)不仅如此，还能根据“分计筛余α”结合根据表2所示的标准，判断出试样级配的整体分布情况，进一步绘制成如图1所示的级配分布图，更直观的掌握骨料级配情况。
浅谈在混凝土浇筑中粗细骨料的使用对混凝土工程质量的影响
浅谈在混凝土浇筑中粗细骨料的使用对混凝土工程质量的影响摘要:在建筑施工管理中混凝土质量是保证建筑施工质量的关键。
在影响混凝土质量的因素中，水泥和水是相对固定的条件，而粗骨料(卵石、碎石)、细骨料(砂)却总会在不同条件和环境之下而不同。
在建筑施工技术上，探讨粗骨料与细骨料活性的质量对钢筋的质量、硬度、变形能力和耐久性的关系，使我们可以在节能、保护环境的前提下，对增强钢筋的品质和整个施工的效率方面具有很大的作用。
关键字:粗骨料细骨料混凝土强度影响因素混凝土是指用水泥作胶凝物质，以砂、石作集料，与普通水泥(可含外加剂和掺合料)按比例配制后，经拌和而得的水泥混凝土，它应用于土木建筑。
而混凝土的产品质量和技术特性，很大程度上是由原料的特性以及相对含量所决定，同时与设计及施工的主要工艺手段(配制、拌和、捣实成型、养护等)有关系。
混凝土广泛应用于建筑、交通、水利等工程建设中，是工程结构的重要组成部份，其质量的优劣直接关系到钢筋混凝土构件的总体品质，而其原材料的优劣和选用是否恰当又直接关系到混凝土施工的品质。
所以，保证钢筋混凝土构件品质的一项关键性要素必须从其原材料的品质管理入手，原材料使用不正确将使得混凝土施工出现品质上的问题，从而直接关系到整体施工构件的品质。
关于这个问题现就对混凝土的粗骨料和细骨料的使用、粗骨料、细骨料的作用对混凝土工程质量的影响，作出分析和研究。
一、粗骨料(碎石、卵石)对混凝土的影响1.1骨料的分类普通混凝土，一般将粗骨料分成卵石与碎石二大类。
石子，是指由自然石块通过自然界的风化、雨水搬运，或分选、堆砌而产生的粒径超过4.75mm的细微粒。
根据其来源，可分成河卵石、海卵石、火山石子等多种。
以河卵石使用的较多。
碎石主要是通过将自然石块进行粉碎、筛选而制备的，也可将自然石子轧碎筛选而制备。
碎石、卵石的质量根据其大小尺寸分成单颗粒级和连续颗粒级，亦可按照要求选择将不同单级粒径的碎石、卵石等混合制成不同颗粒级别的石子。
砂石料生产质量控制
砂石生产质量控制1天然骨料砂石骨料是最主要的原材料，其重量占混凝土重量的80%以上，砂石骨料的价格对混凝土的经济指标影响极大，同时砂石骨料质量的好坏，又直接影响混凝土的性能。
因此，在混凝土工程中，在进行砂石骨料生产时，要选用质地均匀、物理和化学性能稳定、结构致密、具有适当的强度、比重、热化学性能和弹性模量符合要求以及非碱活性的岩石作骨料的料源。
天然骨料具有外形圆滑，质地坚硬，开采费用少等优点，是比较理想的料源。
但是，由于天然砂石料的原岩种类繁多，成因复杂，级配分布常不均匀。
某些料场还含有或粘附一些不稳定的化学物质或有害成分，可能对混凝土的性能造成一定的影响。
同时在开采加工过程中会受到洪水的制约，对环境的破坏与影响也比较大。
1.1 适用范围本节生产质量控制仅适用于水工混凝土天然砂石骨料的加工生产质量控制，主要控制其生产天然粗骨料的超逊径和细骨料(砂)的的石粉含量及细度模数。
1.2 天然砂石骨料加工质量要求在水电工程中砂石骨料一般分为粗骨料和细骨料两种。
粒径大于5mm的为粗骨料，小于5mm的为细骨料，我国现行规范将粗骨料分成150～80、80～40、40～20、20～5四级,分别叫特大石、大石、中石、和小石。
细骨料按其粗细程度又可分为粗砂、中砂、细砂三种。
混凝土用粗细骨料的加工质量要求见表4-1～4-2及图4-1～4-2。
表4-1 细骨料（砂）的质量要求注：本表引自《水利水电基本建设工程单元质量等级评定标准（一）》（SDJ-207-82）带*号引自《中国长江三峡工程标准（质量标准汇编（一））》《试行》表4-2 粗骨料（碎石）的质量要求注：①、本表内容引自《水工混凝土施工规范》（SDJ207-82）；②、含有活性骨料、黄锈等，须有专门试验论证；③、力学性能的要求和检验，可按国家建工总局标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ53-92）中的有关规定进行。
图4-1 混凝土细骨料颗粒级配标准范围图图4-2 混凝土粗骨料颗粒级配标准范围图1.3 天然砂石骨料加工关键工艺质量控制天然骨料的生产是将开挖的砂砾料运至加工系统进行冲洗破碎分级，破碎是为了调整粗细骨料的级配平衡，预筛分洗泥车间是为了控制粗骨料的含泥量，筛分分级是把来料根据级配要求把砂砾料分成几个级段，并控制骨料超逊径含量。
砂石骨料与混凝土的关系
砂石和混凝土质量的关系我国在传统上把砂石称作混凝土的骨料，是因为岩石强度很高，对混凝土强度起很大作用，于是对砂石的选择主要看重强度，有解理的岩石，破碎的颗粒越小，针片状颗粒越多，致使公称粒径5mm～10 mm的颗粒需水量很大，其结果，名义上的“连续级配”实际上其中5 mm～10 mm的颗粒几乎没有。
由此也可以说，造成石子现状也是用户误导的结果。
双方对砂石在混凝土中的作用的理解都有误。
骨料和混凝土强度的关系过去，在主要使用塑性混凝土的情况下砂石强度确实会不同程度地影响混凝土的强度；上世纪50年代末我国曾经有构件厂使用过干硬性混凝土，水灰比低、浆体含量少，拌和物没有坍落度，用V-B稠度仪检测时，工作度为20秒以上，只能用于预制构件，在高频振动台上加压强力振捣，工人劳动强度大，噪声震耳，而且能耗很大，不久就不再生产了。
这样的混凝土强度取决于石子强度和浆体-石子界面的粘接强度，石子对混凝土强度的贡献显而易见。
当时，一般使用低塑性混凝土(坍落度10 mm～30mm)和塑性混凝土(坍落度30 mm～50 mm、50 mm～70mm、90 mm～90mm)；上世纪初开始使用流态混凝土（坍落度100mm以上）；石子对混凝土强度的作用随浆骨比的增大而减小。
在泵送混凝(坍落度150mm以上，当前普遍都超过200mm),石子在混凝土中呈悬浮状态，混凝土的强度基本上与骨料强度无关。
现在用颗粒强度很低的轻骨料(陶粒)已配制出高强(C50以上)泵送混凝土就是明证。
在现代混凝土中，砂石在混凝土中的作用主要不是强度，但却是不可没有的关键角色。
然而，当水胶比一定时，砂石用量和粒径影响混凝土中界面过渡区的厚度和数量，因此对混凝土的强度有影响。
当水胶比很大时，石子粒径对强度的影响不显著，水胶比越低，影响越大。
水胶比一定时，净浆强度高于砂浆强度，砂浆强度高于混凝土强度。
砂石在混凝土中的骨架作用主要是稳定体积大多数混凝土用的普通岩石线胀系数为5×10-6～13×10-6/℃，而硬化硅酸盐水泥净浆线胀系数为11 ×10-6～20×10-6/℃，二者相差约1倍。
砂石颗粒级配对混凝土设计强度的影响
２ 骨 料 的作 用 机 理 及 其 要 求
骨 料是构 成 混凝 土 的骨架 ， 是混 凝 土主要 组成 部分 ， 占全 部 混凝 土 的 ８ ０—８ ％ ， ５ 它是 一 种松 散 的粒状 惰 性 材料 ， 与水 泥 浆不 产生 化学 变化 ， 能减 少 因水 泥硬 化 而引 起 的混凝 土 收缩 。骨 料 的质量 直接 影响 混凝 它 但 土的各种 性能 及其 经 济效 益 ， 因此对 骨 料有如 下要 求 ：１ 坚硬 而 耐 磨 （ ） 有物 理 和化 学 的稳 定 性 ；３ 适 （） ２具 （） 宜 的粒度 ；４ 洁净 而有 害杂 质少 ； 料有 细骨料 和粗 骨料 之分 。 （） 骨
要 ： 讨 贵 州砂 、 骨料颗 粒级 配 问题 及砂 率 的 选 用 大 小 ， 混凝 土 配合 比 中水 泥 用 量进 探 石 对
行 了探 讨 。
关 键词 ： 骨料 ； 凝 土 ； 粒级 配 ； 率 混 颗 砂
中图分 类号 ：Ｕ ０ Ｔ ５２ 文 献标 识码 ： Ａ
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石子 ： 碎石 Ｄ ａ ＝ ０ ｍ， ＝ ６ ０ｋ ／ ＝１２ ｇ ｍ ； ｍ ｘ ４ ｍ Ｐ ２ ９ ｇ ｍ ； ４ ０ｋ／
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收 稿 日期 ：０ ８—０ ２０ ４—３ ０
作者简介 ： 周丽霞（ ９ ３ ， ， １６ 一） 女 汉族 ， 贵州长顺人 ， 高级实验师 ， 事土木 工程教学实验检测 工作 。 从
１２ ０
贵 州 工 业 大 学 学
报 （ 自然科 学版 ）
・
２０ ０８年
式中 Ａ 、２ Ａ 、４ Ａ 、６ ｌＡ 、３ Ａ 、５Ａ 分别为 ４ ７ 、．６ １１ 、．００ ３ 、．５ｍ ．５２ ３ 、 ８０６ 、．００ １ ｍ各筛上的累计筛余百分率。 ．
骨料质量对高强混凝土性能的影响
体积的８ ０ ％左右 ， 因此骨料的品质 、 粒径、 级配 、 含水量等都会对混凝土 的性
能 和生 产成 本 产生 很 大的 影 响 。研 究 表 明 ， 骨料 品质 对混 凝 土强 度 的 影 响主
混凝土的强度较低 。 在混凝土的硬化过程 中， 要表现在骨料强度 、 骨料与水泥浆体的粘结能力等方面。由于高强混凝土通 时水泥砂浆 的气体含量 比较高 ， 造 成 常会采用较低的水灰比，水泥浆体 的强度明显 比普通混凝土的水泥浆体更 由于骨 料 与浆体 之 间 的收缩 量 不 同加上 不 同粒 径骨 料 之 间的 收缩 差 值 ， 骨 料 的粒 径越 小 与浆体 之 间粘结 的 更加 牢 高， 与 骨料 间 的粘 结 力 也 大大 增 加 ， 骨料 强 度 成为 了影 响 混凝 土 强 度 的 主要 了骨料 周 围形 成大 小 不一 的裂 缝 。 使混凝土的拌和更加的均匀 ， 周 围气孔及裂缝减少 ， 使水膜 受力更加合 因 素 。如果 ｝ ｆ ｛ ＿ 现 了骨 料 的断 裂 隋况 ， 说 明 了骨料 的强 度不 足 。对 于一 般混 凝 固， 能有效 的提高混凝土的强度。 不论混凝土是什么结构 ， 其强度都会受到骨 土， 一 般 不 会 由 于骨 料 的强 度 不 足而 造 成 断 裂 ， 但 是 要保 证 高强 混 凝 土 的使 理 ， 骨料 粒径 越 小 ， 其强 度 越高 。水 灰 比越 小 ， 骨料 粒 径对 混 用 质量 ， 骨料 的品种 是 首要 考 虑 的因素 。当骨 料 与水 泥 浆体 的粘结 抗 拉 强度 料 粒径 大小 的影响 ， 选 用碎 石 型 骨料 时 ， 其 粒径 大 小 不如 选 用 卵石 对 混 低 于 了水 泥浆 体 的抗 拉强 度 时 ， 骨 料与 砂浆 的粘结 点 成 为 了混 凝 土 内最容 易 凝 土 强度 的 影 响越 明显 ， 出现断裂的部位。 当骨料品种不同时 ， 在水泥浆体的抗拉强度相同时 ， 骨料与
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砂石骨料的级配对混凝土性能的影响
商品预拌商品混凝土由多种原材料组成，包括水泥、水、砂、石、外加剂、掺和料等六大类，每种原材料都在商品混凝土里起到重要作用，对其各种性能有巨大的影响，这里我重点谈谈砂石骨料的级配问题。
一、定义分类
骨料一般是指商品混凝土中的砂、石等岩石颗粒原材料，也叫商品混凝土集料。
颗粒的公称直径范围普遍在0.16～31.5mm之间，大体分为细骨料和粗骨料。
细骨料即是砂子，粒径范围是5～0.16mm，并根据“细度模数μf”可以继续细分为：粗砂（μf=3.7～3.1）、中砂（μf=3.0～2.3）、细砂（μf=2.2～1.6）、特细砂（μf=1.5～0.7）；粗骨料即是石子，粒径在31.5～5mm，一般分类为大石子（16～31.5mm）、小石子（5～16mm）和中石子（10～25mm），具体称呼各地有不同叫法；随着行业不断发展，还有其他分类也在陆续加入，比如人工机制砂和可再生骨料等。
二、基本情况
骨料是商品混凝土中的大宗耗材，普通商品混凝土的容重基本在
2380kg/m3左右，其中的砂石用量一般可达1800，所占到的比重在3/4以上，所以骨料在商品混凝土有着举足轻重的作用。
它相当于撑起人体的骨架，在商品混凝土中起到保持形状、增加强度的作用。
粗骨料石子是“大体积”材料，是商品混凝土终凝硬化以后形成人造石材形状的主要因素，主要提供强度，常
用的石材有沉积岩类的石灰石和砂岩、火成岩类的花岗岩和绿辉岩、变质岩的石英岩和片麻岩等；细骨料砂子的主要作用是填补大颗粒间空隙，与水泥形成砂浆润滑骨料颗粒间的流动，改良砼料和易性，按来源可分河砂、山砂、海砂等。
衡量骨料质量优劣的指标有许多种，比如砂子细度、石子压碎值、含泥量、含粉量、表观密度、针片状含量、有害物含量、坚固性指标等等，其中最常用到的还有它们的筛分级配，这也是本文讨论的主要范围。
在讨论骨料级配级配之前，首先要清楚几个相关概念，比如筛余量、分计筛余、累计筛余等，上面表1中所说明的就是砂子筛分实验中有它们之间的关系。
做筛分实验需要很多不同孔径的试验筛，细骨料一般是方孔筛，筛孔尺寸从大到小有：10.0、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15mm几个级别，做细度实验时先用第一个筛子把粒径超过10mm的砂粒过滤掉，然后用后六个筛子加上筛底和筛盖把500g干砂试样摇振筛分，按要求得出每层筛子的“累计筛余β”就可以通过如下公式计算得出砂子的细度结果μf：
砂细度计算公式：μf=(β2+β3+β4+β5+β6－5β1)／(100－β1)
不仅如此，还能根据“分计筛余α”结合标准，判断出试样级配的整体分布情况，直观的掌握骨料级配情况。
粗骨料石子的级配就是直接用“分计筛余α”来分析的。
石子的筛分实验过程和砂子大同小异，它使用的一般也是方孔筛，只是筛孔直径大一些，从小到大有：2.36、4、75、9.50、16.0、19.0、26.5、31.5、37.5mm等几个级别。
三、骨料级配的现实问题
在商砼建材行业里，很长一段时间都是粗放式经营，许多企业认为，只要水泥有保证，砂、石是不用太多考虑的，尤其对于骨料级配的问题没有足够的认识，甚至于不屑一顾。
这也有事实上的一些原因，由于实际生产中，水泥一般是相对稳定的，只要配方按科学方法制定出来，实践中不必对水泥做过多的调剂，因此只要抓好水泥这一项，生产运营就显得非常简单，即是意味着老板只要请到一个好的总工解决好水泥配方一个问题就万事无忧了，整个生产中砂石骨料相关量是最需要频繁调整的，如果连这个也太多考虑，那生产就变得非常复杂，需要增加大量的工作，这是企业管理者不愿看到的。
09年在江苏一家规模较大的商砼公司时，附近有一家很小的商砼站，从技术总工了解到一些关于那边的生产情况。
以前那边对砂、石原材料的质量把关非常不严，没有专业的实验员，只有个收料的，凭眼睛粗略看看就行了，一些检测实验，比如，泥粉含量、细度、压碎值、针片状含量基本不做，就更别提砂、石骨料的级配筛分实验了。
这些问题导致的结果就是预拌商品混凝土料经常和易性差、工地施工困难、28d强度太低、成本太高，面临行业淘汰出局的窘境。
后来这位总工上任之后重点解决了砂石骨料的劣质问题后，那家站的状况才逐渐有所好转。
可是后来发现和这边的差距依然不小，即使用和这边一样的配方，选用优质的砂石骨料，但成本依然比这边高出两成多，企业竞争力必然无法超越了。
先撇开生产控制、精细化管理等因素，单是对骨料的级配优化控制就是那位总工没注意到的，而这就是所谓的“商业机密”了。
如前所述，正因为“实际生产中砂石骨料相关量是最需要频繁调整的”，这就恰恰说明，骨料和粉剂一样也是需要重点关注的，并且还是经常性的，一些企业最容易忽视的骨料级配问题，里面却是大有文章。