砂石讲课.ppt
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1、第二章 砂、石 第一节 概 述,1、混凝土中的骨料包括粗骨料和和细骨料。细骨料一般指公称粒径小于5mm在混凝土(或砂浆)中起骨架作用且具有一定强度的固体颗粒,分为轻细骨料、普通细骨料和重细骨料。 2、粗骨料是指公称粒径大于5mm在混凝土中起骨架作用且具有一定强度的固体颗粒,分为轻粗骨料、普通粗骨料和重粗骨料。,骨料的分类,3、几个术语 1)天然砂:由自然条件作用而形成的,公称粒径小于5.00mm的岩石颗 粒。按其产源不同,可分为河砂、海砂、山砂。 .2)人工砂:岩石经除土开采、机械破碎、筛分而成的,公称粒径小于5.00 mm的岩石颗粒。 3) 混合砂:由天然砂与人工砂按一定比例组合而成的砂。
2、4) 碎 石:由天然岩石或卵石经破碎、筛分而得的公称粒径大于5.00mm的岩石颗粒。 5) 卵 石:由自然条件作用形成的公称粒径大于5.00 mm的岩石颗粒。 6) 含泥量:砂、石中公称粒径小于80um颗粒的含量。 7) 砂的泥块含量:砂中公称粒径大于1.25mm,经水洗、手捏后变成小于630um的颗粒的含量。 8)石的泥块含量:石中公称粒径大于5 .00mm,经水洗、手捏后变成小于2.50 mm的颗粒的含量。 9) 石粉含量:人工砂中公称粒径小于80um。且其矿物组成和化学成分与被加工母岩相同的颗粒含量。,应包括混合砂,10) 表观密度:骨料颗粒单位体积(包括内封闭孔隙)的质量。 11) 紧
3、密密度:骨料按规定方法颠实后单位体积的质量。 12) 堆积密度:骨料在自然堆积状态下单位体积的质量。 13) 坚固性:骨料在气候、环境变化或其它物理因素作用下抵抗破裂的能力。 14 ) 轻物质:砂中相对密度小于2000kg/m3的物质。 15 ) 针、片状颗粒:凡岩石颗粒的长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒;厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒。平均粒径指该粒级上、下限粒径的平均值。 16) 压碎值指标:人工砂、碎石或卵石抵抗压碎的能力。 17 ) 碱活性骨料:能在一定条件下与混凝土中的碱发生化学反应导致混凝土产生膨胀、开裂甚至破坏的骨料。,第二节 砂、石质量要求,2.1 砂
4、的质量要求 关于砂的公称粒径、筛孔的公称直径和筛孔边长。 2.1.1 砂的粗细程度按细度模数f分为粗、中、细、特细四级,其范围应符合以下规定: 粗砂: f=3.73.1 中砂: f=3.02.3 细砂: f=2.21.6 特细砂:f=1.50.7 2.1.2 除特细砂外,砂按公称直径630m筛孔的累计筛余量(以质量百分率计,下同)分成三个级配区(见表2.1.2)。其颗粒级配应处于表3.1.2中的某一区内。 砂的实际颗粒级配与表3.1.2中所列的累计筛余百分率相比,除4.75mm和0.600mm(表2.1.2黑体所标数值)外,允许稍有超出分界线,但其总量百分率不应大于5%。,表2.1.2 砂颗粒
5、级配区,1、砂的三个级配区的特点 2、砼用砂的选用 配制混凝土时宜优先选用区砂。当采用区砂时,应提高砂率,并保持足够的水泥用量,以满足混凝土的和易性;当采用区砂时宜适当降低砂率;当采用特细砂时应符合相应的规定。 对于泵送混凝土用砂,宜选用中砂。 当采用天然砂颗粒级配不符合表2.1.2的要求时,应采取相应的技术措施,经试验证明能确保混凝土质量,方允许使用。,2.1.3 天然砂中含泥量应符合表2.1.3的规定。,表2.1.3 砂中含泥量限值,对有抗冻、抗渗或其它特殊要求的小于等于C25混凝土用砂,含泥量应不大于3.0%。,2.1.4 砂中的泥块含量应符合表2.1.4的规定。,对有抗冻、抗渗或其它特
6、殊要求的小于等于C25混凝土用砂,其泥块含量应不大于1.0%。,表2.1.4 砂中泥块含量限值,2.1.5 人工砂或混合砂经亚甲蓝法试验判定后,石粉含量应符合表2.1.5的规定。,注:当MB1.4,且配制C10混凝土时,石粉含量超标,可允许使用。,2.1.6 砂的坚固性(用硫酸钠溶液检验,试样经5次循环后其质量损失)应符合表3.1.6的规定。,表2.1.6,2.1.7 人工砂的总压碎值指标应小于30%。 2.1.8 砂中如含有云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐等有害物质,其含量应符合表2.1.8的规定。,表2.1.8的规定,2.1.9长期处于潮湿环境的混凝土用砂,应采用砂浆棒(快速法)或砂浆
7、长度法进行骨料的碱活性检验。经上述检验判断为有潜在危害时,应控制混凝土中的碱含量不得超过3kg/m3。 2.1.10 砂中氯离子含量应符合下列规定: 1、对钢筋混凝土用砂,其氯离子含量不得大于0.06%; 2、 对预应力混凝土用砂,其氯离子含量不得大于0.02%,在标准JGJ52-2006的总则1.0.3中明确规定,2.1.11 海砂中贝壳含量应符合表2.1.11的规定。,表2.1.11 海砂中贝壳含量,2.2 石的质量要求,2.2.1 碎石或卵石的颗粒级配,应符合表2.2.1的要求 。 单粒级宜用于组合成具有要求级配的连续粒级,也可与连续粒级混合使用,以改善其级配或配成较大粒度的连续粒级。不
8、宜用单一的单粒级配制混凝土。如必须单独使用,应通过试验证明不会发生离析或影响混凝土的质量。 颗粒级配不符合表2.2.1要求时,应采取措施并经试验证实能确保工程质量,方允许使用。,表2.2.1 碎石或卵石的颗粒级配范围,2.2.2 碎石或卵石中针、片状颗粒含量应符合表2.2.2的规定,表2.2.2 针、片状颗粒含量,2.2.3 碎石或卵石中含泥量应符合表2.2.3的规定,表2.2.3 碎石或卵石中的含泥量,(国标无注),2.2.4 碎石或卵石中的泥块含量应符合 表2.2.4的规定。,表2.2.4 碎石或卵石中的泥块含量,(国标无注),2.2.5 碎石的强度和压碎值指标,1、碎石的强度可用岩石的抗
9、压强度和压碎指标值表示。岩石强度首先应由生产单位提供,工程中可采用压碎指标值进行质量控制,碎石的压碎指标值宜符合表2.2.5-1的规定,。混凝土强度等级为C60及以上时应进行岩石抗压强度检验,岩石的抗压强度宜比所配制的混凝土强度高20%以上。其他情况下如有怀疑或认为有必要时也可以进行岩石抗压强度检验。,表2.2.51 碎石的压碎指标值,2、 卵石的强度,卵石的强度用压碎指标值表示。其压碎指标值宜按表2.2.5-2的规定采用。,表2.2.5-2 卵石的压碎指标值,2.2.6 碎石和卵石的坚固性用硫酸钠溶液法检验,试样经5次循环后,其质量损失应符合表2.2.6的规定,2.2.6 碎石或卵石的坚固性
10、指标,国标类5%,类 8%,类 12%,2.2.7 碎石或卵石中的硫化物和硫酸盐含量以及卵石中有机物等有害物质含量应符合表2.2.7的规定。,表2.2.7 碎石或卵石中的有害物质含量,3.2.8 对于长期处于潮湿环境的重要结构的混凝土,其所使用的碎石或卵石应进行碱活性检验。 进行碱活性检验时,首先应采用岩相法检验碱活性骨料的品种、类型和数量。当检验出骨料中含有活性二氧化硅时,应采用快速砂浆棒法和砂浆长度法进行检验;若含有活性碳酸盐骨料时,应采用岩石柱法进行检验。 经上述检验,当判断骨料存在潜在碱碳酸盐反应危害时,不宜作混凝土骨料,否则,应通过专门的混凝土试验,作最后评定。 当判断骨料存在潜在碱
11、-硅反应危害时,应控制混凝土中的碱含量不得超过3kg/m3,或采用能抑制碱骨料反应的有效措施。,在标准JGJ52-2006的总则1.0.3中明确规定,第三节 验收、运输和堆放及取样与缩分,3.1 验收、运输和堆放 3.2 取样 3.3 样品的缩分,3.1.1 供货单位应提供产品合格证及质量检验报告。 使用单位应按同产地同规格分批验收。用大型工具(如火车、货船或汽车)运输的,以400m3或600t为一验收批,用小型工具(如拖拉机等)运输的,200m3或300t为一验收批。不足上述量者以一验收批论。 3.1.2 每验收批砂石至少应进行颗粒级配、含泥量、泥块含量检验,碎石或卵石还需检验针片状颗粒含量
12、;对于海砂或有氯离子污染的砂,还应检验其氯离子及贝壳含量;对于人工砂及混合砂还应检验石粉含量。对重要工程或特殊工程应根据工程要求增加检测项目。对其它指标的合格性有怀疑时应予检验。 当质量比较稳定、进料量又较大时,以1000t为一验收批。 当使用新产源的砂石时,应由供货单位按质量要求所有项目进行全面检验。,3.1.3 使用单位的质量检验报告内容应包括:委托单位、样品编号、工程名称、样品产地、类别、代表数量、检测依据、检测条件、检测项目、检测结果、结论等。 3.1.4 砂或石的数量验收,可按质量计算,也可按体积计算。测定质量可用汽车地量衡或船舶吃水线为依据。测定体积可按车皮或船舶的容积为依据,用其
13、他小型运输工具时,可按量方确定。 3.1.5 砂或石在运输、装卸和堆放过程中,应防止颗粒离析、,混入杂质,并应按产地、种类和规格分别堆放。石子堆料高度不宜超过5m,但对单粒级或最大粒径不超过20mm的连续粒级,堆放高度可以增加到10m。,3.2 取样,3.2.1 每验收批取样方法按下列规定执行: 1、在料堆上取样时,取样部位应均匀分布。取样前先将取样部位表层铲除。然后由各部位抽取大致相等的砂8份,石子为16份,组成各自一组样品。 2、从皮带运输机上取样时,应在皮带运输机机尾的出料处用接料器定时抽取砂4份、石8份组成各自一组样品。 3、从火车、汽车、货船上取样时,从不同部位和深度抽取大致相等的砂
14、8份,石16份组成各自一组样品。 3.2.2 若检验不合格时,应重新取样。对不合格项,进行加倍取样复验,若仍有一个不能满足标准要求,应按不合格品处理。 注:如经观察,认为各节车皮间(汽车、货船间)所载的砂石质量相差甚为悬殊时,应对质量有怀疑的每节列车(汽车、货船)分别取样和验收。,3.2 取样,3.2.3 每组样品的取样数量,对每一单项试验,砂应不小于表3.2.31,石应不小于表3.2.32所规定的最少取样量;须作几项试验时,如确保样品经一项试验后不致影响另一项试验的结果,可用同组样品进行几项不同的试验。 3.2.4 每组样品应妥善包装,避免细料散失及防止污染。并附样品卡片,标明样品的编号、取
15、样时间、代表数量、产地、样品量、要求检验项目及取样方式等。,表3.2.3-1 砂每一试验项目所需砂的最少取样数量,表3.2.32 石每一次试验项目所需碎石或卵石的 最小取样数量(kg),3.3 样品的缩分,3.3.1 砂的样品缩分可选择下列二种方法之一: 1、用分料器(见图3.3.1):将样品在潮湿状态下拌和均匀,然后使样品通过分料器。留下接料斗中的其中一份。有另一份再次通过分料器,重复上述过程,直至把样品缩分到试验所需量为止。 2、人工四分法缩分:将所取每组样品置于平板上,在潮湿状态下拌和均匀,并堆成厚度约为20mm的“圆饼”。然后沿互相垂直的两条直径把“圆饼”分成大致相等的四份,取其对角的
16、两份重新拌匀,再堆成“圆饼”。 重复上述过程,直至缩分后的材料量略多于进行试验所必需的量为止。 3.3.2 对较少的砂样品(如作单项试验时),可采用较干的原砂样,但应经仔细拌匀后缩分。 3.3.3 石子缩分时将每组样置于平板上,在自然状态下拌均匀,并堆成锥体,然后沿互相垂直的两条直径把锥体分成大致相等的四份,取其对角的两份重新均匀,再堆成锥体,重复上述过程,直至缩分后的材料量略多于进行试验所必需的量为止。 3.3.4 砂、碎石或卵石的含水率、堆积密度、紧密密度检验所用的试样可不经缩分,拌匀后直接进行试验。,图3.3.1 分料器 1分料漏斗;2接料斗,第四节 砂的检验方法 4.1 砂的筛分析试验
17、,4.1.1 本方法适用范围 (用于测定普通混凝土用砂的颗粒级配及细度模数。) 4.1.2 仪器设备 1、试验筛孔径为9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.600mm、0.300mm、0.150mm的方孔筛,以及筛的底盘和盖各一只,筛框直径为300mm。其产品质量要求应符合现行的国家标准试验筛的规定: 2、天平称量1000g,感量1g; 3、摇筛机; 4、烘箱能使温度控制在(1055); 5、浅盘和硬、软毛刷等。,4.1.3 试样制备 按第3.3节要求的缩分方法进行缩分,用于筛分析的试样,颗粒粒径应不大于9.5mm。试验前先将来样通过9.5mm筛,并算出筛余百分率。然后称取
18、每份不少于550g的试样两份,分别倒入两个浅盘,在(1055)的温度下烘干到恒重。冷却至室温备用。 注:恒重是指相邻两次称量间隔时间不小子3h的情下,前后两次称量之差小子该项试验所要求的称量精度(下同)。,4.1.4 筛分析试验步骤 1. 称取烘干试样 准确称取烘干试样500g(特细砂可以称250克),置于按筛孔大小(大孔在上、小孔在下)顺序排列的套筛的最上一只筛(4.75mm筛)上;将套筛装入摇筛机内固紧,筛分时间为10min左右;然后取出套筛,再按筛孔大小顺序,在清洁的浅盘上逐个进行手筛,直至每分钟的筛出量不超过试样总量的0.1%时为止,通过的颗粒并入下一个筛,并和下一个筛中试样一起过筛,
19、按这样顺序进行,直至每个筛全部筛完为止; 注:如试样含泥量超过5%,则应先用水洗,然后烘干至恒重,再进行筛分。 无摇筛机时,可改用手筛。 试样在各号筛上的筛余量均不得超过下式的量; 式中 mr在一个筛上的剩留量(g); d筛孔边长(mm); A筛的面积(mm2) 否则应将该筛余试样分成两份或数份,再次进行筛分,并以其筛余量之和作为筛余量。 2 称取筛余试样 称取各筛筛余试样的质量(精确至1g),所有各筛的分计筛余量和底盘中剩余量的总和与筛分前的试样总量相比,其相差不得超过1%。,4.1.5 筛分析试验结果的处理 1、计算分计筛余百分率(各筛上的筛余量除以试样总量的百分率)精 确至0.1%; 2
20、 、计算累计筛余百分率(该筛上的分计筛余百分率与大于该筛的各筛 上的分计筛余百分率之总和),精确至0.1%; 3 、根据各筛的二次平均累计筛余百分率评定该试样的颗粒级配分布情 况,精确至1%; 4 、按下式计算砂的细度模数f(精确至0.01); f= 式中1、2、3、4、5、6分别为4.75mm、2.36mm、 1.18mm、0.600mm、0.300mm、0.150mm各筛上的累计筛余百分率; 5、筛分试验应采用两个试样平行试验。细度模数以两次试验结果的算 术平均值为测定值(精确至0.1)。如两次试验所得的细度模数之差 大于0.20时,应重新取试样进行试验。,4.2 砂的表观密度试验(标准法
21、) 4.2.1 方法适用范围 测定砂的表观密度 4.2.2 仪器设备 1 天平-称量1000g,感量1g; 2 容量瓶-500mL; 3 干燥器、浅盘、铝制料勺、温度计等; 4 烘箱-能使温度控制在(1055); 5 烧杯-500mL,4.2.3 试样制备 将缩分至650g左右的试样在温度为(1055)的烘箱中烘干至恒重,并在干燥器内冷却至室温。,4.2.4 表观密度试验步骤 1、 称取烘干的试样300g(m0),装入盛有半瓶 冷开水的容量瓶中; 2、 摇转容量瓶,使试样在水中充分搅动以排除气 泡,塞紧瓶塞。静置24h左右。然后用滴管添水, 使水面与瓶颈刻度线平齐,再塞紧瓶塞, 擦干瓶外水分,
22、称其质量(m1)。 3、 倒出瓶中的水和试样,将瓶中的内外表面洗 净,再向瓶内注入与第2款水温相差不超过2的冷 开水至瓶颈刻度线。塞紧瓶塞,擦干瓶外水分,称 其质量(m2)。 注:在砂的表观密度试验过程中应测量并控制水的温 度,试验的各项称量可以在1525的温度范围内进行。 从试样加水静置的最后2h起直至试验结束,其温度相差不 应超过2。 。,4.2.5 结果处理 表观密度应按下式计算(精确10kg/m3); 式中 m0-试样的烘干质量(g); m1-试样、水及容量瓶总质量(g); m2-水及容量瓶总质量(g); t-考虑称量时的水温对水相对密度影响的修正系数,见表4.2.5。 以两次试验结果
23、的算术平均值作为测定值,如两次结果之差 大于20kg/m3时,应重新取样进行试验。 表4.2.5 不同水温对砂的表观密度影响的修正系数,4.3 砂的表观密度试验(简易法),4.3.1 适用于范围 (适用于测定表观密度在2.12.8砂的表观密度) 4.3.2 仪器设备 1.天平称量1000g,感量1g; 2.李氏瓶容量250ml; 3.其它仪器设备参照第4.2.2条。,根据李氏瓶读数:最小体积18mL和最大体积24mL大致算出来的,因为在测定重砼用密度大于2.8的砂不适用。,4.3.3 试样制备 将样品在潮湿状态下用四分法缩分至120g 左右,在(1055)的烘箱中烘干至恒重, 并在干燥器中冷却
24、至室温,分成大致相等 的两份备用。,4.3.4 表观密度试验步骤 1 、 向李氏瓶中注入冷开水至一定刻度处,擦干 瓶颈内部附着水,记录水的体积(V1); 2、 称取烘干试样50g(m0),徐徐加入盛水的 李氏瓶中; 3、 试样全部倒入瓶中后,用瓶内的水将粘附在 瓶颈和瓶壁的试样洗入水中,摇转李氏瓶以排除 气泡,静置约24h后,记录瓶中水面升高后的体积(v2)。 注:在砂的表观密度试验过程中应测量并控制水的温 度,允许在1525的温度范围内进行体积测定,但两 次体积测定(指V1和V2)的温差不得大于2。从试样加 水静置的最后2h起,直至记录完瓶中水面升高时止,其相 差温度不应超过2。,4.3.5
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