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1人工砂混凝土安文汉2—使用依据GB/T14684一2001(建筑用砂)本标准适用于建筑工程中砼及其制品和建筑砂浆用砂。砂按产源分为天然砂、人工砂两类:天然砂:包括河砂、湖砂、山砂、淡化海砂,人工砂:包括机制砂、混合砂。JGJ52一2006(普通砼用砂、石质量及检验方法标准)为在普通砼中合理使用天然砂、人工砂和碎石、卵石,保证普通砼用砂、石的质量,制定本标准JTGE42一2005(公路工程集料试验规程)1.0.1为适应我国公路建设的需要,保证公路工程对集料质量的要求,特制定本规程。2.1.3细集料:在水泥砼中,细集料是指粒经小于4.75mm的天然砂、人工砂铁道部科学技术司科技基[2005]101号:关于发布”客运专线高性能混凝土暂行技术条件“等8个暂行技术条件的通知:细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂，也可选用专门机组生产的人工砂。不宜使用山砂。不得使用海砂。京沪高速铁路高性能混凝土施工实施细则:细骨料应选用处于级配区的中粗河砂（用于预制梁时，砂的细度模数要求为2.6～3.0）。当河砂料源确有困难时，经监理和业主同意也可采用质量符合要求的人工砂。DBJ22一016一95云南省人工砂技术标准及应用规程DBJ41/T048一2003河南省规程人工砂技术标准及应用DB50/5030一2004重庆市机制砂、混合砂混凝土应用技术规程DBJ/T01一65一2002北京市人工砂应用技术规程DG/TJ08—506一2002上海市机制砂在混凝土中应用技术规程DB29—72—2004天津市人工砂应用技术规程DBJ52—55—2008贵卅省高速公路机制砂高强混凝土技术规程浙江省机制砂在混凝土中应用技术规程武汉理工大学机制砂在混凝土中应用技术指南辽宁省沈阳市人工砂生产应用技术规范2004年9月湖北沪蓉西高速公路工程建设指挥部普通混凝土用机制砂应用技术规程3二.天然砂和人工砂的主要区别2.1客运专线高性能混凝土暂行技术条件中:4.3细骨料4.3.1选用级配合理细骨料应、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂，也可选用专门机组生产的人工砂。不宜使用山砂。不得使用海砂。4.3.2细骨料的颗粒级配（累计筛余百分数）应满足表4.3.2的规定。表4.3.2细骨料的累计筛余百分数（%）级配区筛孔尺寸，mmⅠ区Ⅱ区Ⅲ区10.00005.0010～010～010～02.5035～525～015～01.2565～3550～1025～00.6385～7170～4140～160.31595～8092～7085～550.160100～90100～90100～90除5.00mm和0.63mm筛档外，砂的实际颗粒级配与表4.3.2中所列的累计筛余百分率相比允许稍有超出分界线，但其总量不应大于5%。4.3.3细骨料的粗细程度按细度模数分为粗、中、细三级，其细度模数分别为：粗级3.7～3.1中级3.0～2.3细级2.2～1.6配制混凝土时宜优先选用中级细骨料。当采用粗级细骨料时，应提高砂率，并保持足够的水泥或胶凝材料用量，以满足混凝土的和易性；当采用细级细骨料时，宜适当降低砂率。当所用细骨料的颗粒级配不符合表4.3.2的要求时，应采取经试验证明能确保工程质量的技术措施后，方允许使用。4.3.4细骨料的坚固性用硫酸钠溶液循环浸泡法检验，试样经5次循环后其质量损失应不超过8%。细骨料的吸水率应不大于2％。4.3.5采用天然河砂配制混凝土时，砂的有害物质含量应符合表4.3.5的规定。4表4.3.5砂中有害物质含量项目质量指标＜C30C30～C45≥C50含泥量，%≤3.0≤2.5≤2.0泥块含量，%≤0.5云母含量，%≤0.5轻物质含量，%≤0.5氯离子含量，%＜0.02硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3），%≤0.5有机物含量（用比色法试验）颜色不应深于标准色，如深于标准色，则应按水泥胶砂强度试验方法进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95。当砂中含有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时，应进行专门检验，确认能满足混凝土耐久性要求时，方能采用。4.3.6细骨料的碱活性应采用砂浆棒法进行检验，且细骨料的砂浆棒膨胀率应小于0.10%，否则应采取抑制碱—骨料反应的技术措施。4.3.7当采用以专门机组生产的人工砂或混合砂配制混凝土时，人工砂及混合砂的压碎指标值应小于25%；经亚甲蓝试验判定后，人工砂及混合砂的石粉含量应符合表4.3.7的规定。表4.3.7人工砂及混合砂中石粉含量混凝土强度等级＜C30C30～C45≥C50石粉含量（%）MB＜1.40≤10.0≤7.0≤5.0MB≥1.40≤5.0≤3.0≤2.02.2京沪高速铁路高性能混凝土施工实施细则中第七节细骨料细骨料应选用处于级配区的中粗河砂（用于预制梁时，砂的细度模数要求为2.6～3.0）。当河砂料源确有困难时，经监理和业主同意也可采用质量符合要求的人工砂。细骨料的品质应符合表3.7-1的要求。表3.7-1细骨料的技术要求项目质量指标＜C30C30～C45≥C50人工砂石粉含量MB＜1.40≤10.0≤7.0≤5.0MB≥1.40≤5.0≤3.0≤2.0含泥量（%）≤3.0≤2.5≤2.05泥块含量（%）≤0.5云母含量（%）≤0.5轻物质含量（%）≤0.5氯离子含量（%）＜0.02硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3）（%）≤0.5有机物含量（用比色法试验）颜色不应深于标准色，如深于标准色，则应按水泥胶砂强度试验方法进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95。细度模数≥2.3坚固性（质量损失率）（%）≤8吸水率（%）≤2碱活性岩相法矿物组成和类型鉴定快速砂浆棒法（碱－硅酸反应）砂浆棒膨胀率小于0.30%（用于梁体时砂浆棒膨胀率小于0.20%）人工砂压碎指标值（%）＜25从客专和高铁两项规定中看出天然砂和人工砂的主要区别有两个指标:石粉含量和压碎指标值2.3人工砂石粉含量:机制砂制砂过程中的石粉石粉对高性能混凝土的性能的影响石粉最佳含量及极限掺量含有石粉的机制砂混凝土作用机理(1)石粉的定义:人工砂中公称粒经小于80微米,且其矿物组成和化学成分与被加工母岩相同的颗粒含量。6(2)机制砂制砂过程中的产生的石粉(2.1)机制砂设备:颚破一捧磨(锤破)颚破:上海金路创展工程机械有限公司,捧磨:沈阳重型机器厂MBZ2136(2.2)制砂生产的工艺流程用不同块度的岩石加工成4.75mm以下的机制砂颗粒，需经破碎等工艺环节，不可避免地要产生一些石粉，机制砂中石粉含量与母岩机械物理性能和砂的级配分布取向有直接关系。对于细度模数的要求和石粉含量的限制相互矛盾，控制石粉产生比例，则细度模数过大控制细度模数，又产生超量的石粉。从贵州等地机制砂生产的大致情况来看，未经处理的机制砂石粉含量一般为10~15%，国外生产的机制砂石粉含量，也基本上在这个范围内。砂厂对超量石粉的处理方式，通常是风选收尘和水洗两种方法。处理出去的颗粒并非只有石粉，还含有0.15mm、0.3mm、0.6mm甚至更大的颗粒，严重地破坏了机制砂的自然级配，不利于达到骨料的最大密度，水洗法尤甚。风选“石粉”(如图1-3中1~3#）试样中75μm以上颗粒约占20~30%，用水洗方法处理出去的75μm以上颗粒更多如图(如图1-3中4~5#试样），高达57~73%！这己不是国家标准中所称的石粉.我们来看一下风选“石粉”中75μm以上颗粒含量最高的3#Gd（高开风选“石粉”)试样，粒径为75μm~0.15mm颗粒占3.6%，0.15~0.3mm颗粒占5.7%，还有少量0.3~2.36mm的颗粒(如图1-4)鄂破棒磨、锤破水洗、风选7再看一下水洗“石粉”中75μm以上颗粒含量最高的5#SB（水布娅水洗“石粉”）试样，粒径为75μm~0.15mm颗粒占13.5%，0.15~0.3mm颗粒占16.5%，0.3~0.6mm颗粒占23.7%，0.6~1.18mm颗粒占15.8%，1.18~2.36mm颗粒占2.9%，还有少量2.36mm以上颗粒（如图1-5）。从上述两例可以看出，生产机制砂过程中的去粉处理，势必破坏细集料的原级配，宝贵的资源就这样被冲走，同时消耗大量的水，有的生产线每生产1立方米的机制砂需水4立方米。一方面制砂成本增加，另一方面给环境造成不良影响。有些地区水源无从解决，要求对机制砂进行水洗也是不现实的。(3)石粉对高性能混凝土的性能的影响8(3.1)石粉对高性能混凝土工作性的影响9石粉含量对混凝土拌合物泌水率的影响和天然砂相比机制砂混凝土拌合物的泌水率随着石粉含量的增大而逐渐减小。(3.2)石粉对机制砂混凝土强度与水灰比关系的影响采用不含石粉（0%）的机制砂和石粉含量为7%的机制砂分别配制混凝土（见表5-6和表5-7），W/C=0.70~0.35，研究机制砂混凝土强度与W/C的关系。用石粉含量为7%的机制砂配制的混凝土均高于不含石粉的机制砂混凝土28d强度,且差值随着w/c的提高而升高。10(3.3)石粉对混凝土抗折强度的影响机制砂混凝土抗折强度均高于河砂混凝土(3.4)石粉对机制砂混凝土劈裂抗拉强度和抗压弹性模量的影响11随着机制砂中石粉含量的增加，机制砂混凝土上述性能的总体趋势为劈裂抗拉强度Rt和轴心抗压强度Ra随之提高，且提高幅度随石粉含量增加而增大，Ra提高14.6~20.7%，Rt28提高了15.2~38.6%，尤其是Rt7提高13.6~70.3%，说明石粉对早期劈裂抗拉强度有显著贡献。抗压弹性模量随着石粉含量增加而略有降低，但降低幅度很小(0.3~2.5%)。强度的增加有利于弹性模量的增加，浆体含量的增加却会使弹性模量下降，机制砂混凝土的弹性模量大小与石粉含量的关系，取决于这两方面的因素。(3.5)石粉对机制砂混凝土收缩与变形性能的影响表5-11和图5-14是石粉含量对中低强度混凝土干缩影响的试验方案和测试结果，表5-12和图5-15巧是进行的高强度混凝土干缩试验方案和测试结果。机制砂和河砂相比混凝土干缩在减小（3.6）石粉对机制砂混凝土徐变的影响12分别用天然砂和含有石粉的机制砂配制混凝土，制备Ф150mm×450mm的试件，养护7d后按《水工混凝土试验规程》（DL/T5150-2001）之4.9进行测试，结果见表5-13和图5-16。从表5-13中试验结果来看，徐变度基本上随持荷龄期成对数关系，即早期徐变很快，然后逐渐趋于平缓，28d天后徐变增加非常微小。机制砂混凝土的徐变在各龄期均比天然砂混凝土低，徐变随持荷龄期增加的规律相同。机制砂颗粒粗糙、具有棱角，且长宽比大于天然砂，颗粒之间的啮合力较强，对变形有一定的限制作用。一方面机制砂的石粉增加了混凝土中的浆体含量，有增加徐变的可能性，另一方面，石粉的存在完善的微细集料的级配，填充了部分空隙，使混凝土中的水泥石结构更加致密，提高了混凝土强度，降低了水泥石的变形性能。机制砂混凝土的徐变变形受石粉正反两方面的共同作用，条件不同时作用结果会出现变化。（3.7）石粉对机制砂混凝土抗冻性能的影响13从试验结果得出同一配比的机制砂和河砂混凝土在冻200次后弹模和失重没什么大的差别(4)石粉最佳含量及极限掺量由于开采岩石时,山体土皮未清理干净,导致人工砂生产过程中会带入一定量的泥;众所周知,黏土对混凝土性能有很大的不利影响.为了充分利用人工砂,又不影响混凝土的质量,根据我国当前特点,我们认为,必须对人工砂石粉的黏土含量加以检测.为此我们对GB/T14684-2001中规定的亚甲蓝检测方法进行了验证.试验分两部分内容:一是石粉对亚甲蓝的敏感性试验.方法是:在机制砂分别掺入不含黏土成分的纯石灰石石粉10%、15%、20%，测定其亚甲蓝测定值MB分别为0.35、0.75和0.75，依此绘制图，见图2-3，从图中可以看出机制砂中掺入不同比例的石粉,亚甲蓝测定值变化不大,说明亚甲蓝对石粉不敏感。二是用总量固定，但其中纯石粉含量和黏土成分含量不同的6组粉状物，分别加入固定量的蒸馏水中，用亚甲蓝测定其MB值，依此绘制曲线，见图2-4。求得其相关系数高达0.9959。这说明用亚甲蓝法检测石粉中的黏土含量精