《精编》普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准

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1、普通混凝土用砂 石质量及检验方法标准 JGJ52 2006 一 任务来源 根据建设部建标 1998 第84号文 二00一 二00二年度工程建设城建 建工行业标准制订 修订计划 的通知要求 将原 普通混凝土用砂质量标准及检验方法 JGJ52 92 和 普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法 JGJ53 92 两本标准合并成 普通混凝土用砂 石质量及检验方法标准 一本进行修订 编制组于2002年9月12日在北京正式成立以来 进行了大量试验验证 调查研究的工作 现已有建设部正式批准于2007年6月1日正式实施 现将修订工作情况汇报如下 二 主编及参编单位 本标准的主编单位 中国建筑科学研究院参编单

2、位 铁道部产品质量监督检验中心 贵州中建建筑科研设计院 重庆市建筑科学研究院 上海市建筑科学研究院 山东省建筑科学研究院 浙江省建筑科学研究设计院 上海市建工材料工程有限公司 河南省商丘市建委人工砂应用研究会 济南市四建集团总公司 绍兴肯特机械电子有限公司 上海东星建材设备有限公司 三 标准 修订工作概况 2002年9月12日 在北京召开了编制组成立暨第一次工作会议 会议讨论并通过了编制大纲 分工和进度计划 2002年10月 2003年3月 翻译国外相关标准 编制成译文集 对修订项目进行验证试验 并形成初稿 于3月26 27日在北京召开了编制组第二次工作会议 讨论初稿 2003年4月 6月 完

3、成征求意见稿 2003年7月 10月 全国范围征求意见 2003年11月 2004年3月 收集并整理征求意见 2004年4月 10月 形成送审稿 草案 在网上征求意见 并通过信函及座谈会形式征求有关专家意见 2004年11月 召开第三次编制组工作会议 确定送审稿和条文说明 2005年10月 召开审查会 2006年1月 报批 2006年12月 正式批准 四 主要修订内容 一 增加了人工砂的相关质量指标及试验方法 1 修订的意义及内容 混凝土使用的天然砂是经过亿万年的时间形成的 是一种不可再生的资源 随着建设规模的扩大和对混凝土质量要求的日益提高 天然砂资源特别是优质天然砂资源日益短缺 同时环境保

4、护工作的加强以及可持续发展战略的实施 使用人工砂代替天然砂的局面已成为砂行业未来发展的趋势 许多工业发达国家 早在数十年前就将人工砂的应用列入国家标准 我国部分地区和部门 在三 四十年前开始研究利用人工砂 近年来 人工砂混凝土在国内建筑工程中的研究与实际应用也得到了长足进步 各地区进行的 人工砂高强混凝土 人工砂流态混凝土 高性能人工砂混凝土 等科研课题相继完成 为我国人工砂混凝土的研究与应用作出了重大贡献 根据目前天然砂资源日益枯竭的状况 为缓解混凝土用砂的供需矛盾 扩大混凝土用砂的来源范围 故增加了人工砂 主要修订内容为 在总则中增加了人工砂 在术语中同时增补了人工砂及混合砂的定义 在质量

5、要求中增设了人工砂及混合砂中的石粉含量限值 颗粒级配的要求和人工砂的压碎指标值 并设置了检验人工砂及混合砂中的石粉含量和人工砂的压碎指标值的试验方法 大量的实践工作结果表明 在人工砂的生产工程中 只要适当控制人工砂中的粉末含量 一般将小于0 075mm部分控制在5 以下 人工砂混凝土的立方体抗压强度在28d时可以达到50 60MPa 如果在混凝土中掺用高性能流化剂和掺合料等 混凝土强度可以达到100MPa以上 而使用适当的配合比和外加剂 可使人工砂混凝土的坍落度轻易达到200mm以上 同时还具有优异的和易性和工作性 2 关于人工砂及混合砂中的石粉问题 石粉含量对人工砂的综合影响经过几十年的试验

6、证明 贵州省从七十年开始研究使用人工砂 当人工砂中石粉含量从0 30 时 其对混凝土的性能影响很小 对中 低等级混凝土的抗压 抗拉强度无影响 C50混凝土强度的降低也极微 收缩与河砂接近 铁科院的试验研究也证明 人工砂配制的混凝土各项力学性能与河砂混凝土相比更好一些 在水泥用量与混凝土拌合物稠度相等的条件下 1 石粉的成因及分析 用于配制混凝土所用的人工砂一般均由岩石经开采 爆破 机械破碎 筛分而成 人工砂中小于0 075mm颗粒一般称之为石粉 人工砂颗粒组成分析大于0 075mm的颗粒均在75 以上属于砂类 小于0 075mm的粉末 其中 大于0 05mm的颗粒均在50 以上 不属于砂土的范

7、畴 小于0 005mm的颗粒不到4 属砂质粘土类 从化学成分上分析 颗粒与母岩相近 故与一般泥土不同 从比重分析 石粉比重均在2 8 2 84之间 与白云石 比重2 8 2 9 矿物相似 而土固体颗粒比重一般在2 5 2 8之间 2 人工砂中石粉对混凝土的作用 一方面 石粉是一种比表面积较大的惰性物质 掺入水泥中不参与水化反应 另一方面 由于人工砂的粒形多棱角 砂表面与水泥石粘结比较好 同时骨料骨架刚度大 都能够增加混凝土强度 这两种互相矛盾的作用导致人工砂中的石粉含量会有一个最优临界值 3 人工砂和石粉含量对混凝土性能的影响 1 石粉对混凝土抗压强度和抗拉强度的影响低等级混凝土中人工砂中含有

8、一定量石粉不仅能够改善混凝土和易性 还能提高混凝土强度 石粉含量应控制在5 10 2 石灰石质尾矿类人工砂对混凝土抗折强度 弹性模量 耐磨性能 抗冻性能及收缩的影响 石灰石质尾矿类级配人工砂 混合砂 砼 除了前期干缩值较大 需要施工时加强养护 外 其抗折 弹性模量 抗冻性能都高于河砂混凝土 3 质量指标的制定依据 许多工业发达国家早在数十几年前对人工砂进行研究并把人工砂列入国家标准 现将我国有关标准及国外标准对石粉含量的指标列入下表 贵州省 山砂混凝土技术规定 国标 建筑用砂 各国外标准中石粉含量的规定 经试验证明 当人工砂中含有7 5 的石粉时 配制C60泵送混凝土强度比普通天然砂的强度稍高

9、 当石粉含量为14 5 时 配制C35的强度比普通天然砂高 因此现将石粉标准定为大于等于C60 5 C55 C30 7 小于等于C25 10 是可行的 石粉在C10以下的强度等级的混凝土中 由于水泥用量少 可弥补人工砂和易性差的短处 因此可以放宽至20 左右 4 检验石粉含量的试验方法 考虑到采矿时山上土层没有清除干净或有土的夹层会在人工砂中夹有泥土 标准要求人工砂或混合砂需先经过亚甲蓝法判定 其原理是试样的水悬浮液中连续逐次加入亚甲蓝溶液 每次加亚甲蓝溶液后 通过滤纸沾染试验检验游离染料的出现 以检验试样对染料溶液的吸附 当确认游离染料出现后 即可计算出亚甲蓝值 MB或MBF 表示为每千克试

10、验粒级吸附的染料克数 亚甲蓝法对石粉的敏感性如何 经试验证明 此方法对于纯石粉其测值是变化不大的 当含有一定量的石粉和粘土时其测定值有新变化 其相关系数在0 99 一是石粉对亚甲兰的敏感性试验 方法是 在机制砂中分别掺入不含粘土成分的纯石灰石石粉10 15 20 测定其亚甲兰测定值MB分别为0 35 0 75和0 75 依此绘制图 见图 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 说明亚甲蓝对纯石粉不敏感 二是用总量固定 用其中纯石粉含量和粘土成分含量不同的6组粉状物 分别加入固定量的蒸馏水中 用亚甲兰测定其MB值 依此绘成曲线 见附图 求得其相关系数高达0 9959 这说

11、明用亚甲兰法检测石粉中的粘土含量精确度是很高的 是可用的 5 人工砂压碎指标值及试验方法 参照贵州省地方标准及铁道部的企业标准 人工砂的压碎指标值是检验其坚固性及耐久性的一项指标 经试验证明 中 低等级混凝土的强度不受压碎指标的影响 高等级混凝土与人工砂的压碎指标抗冻性无显著影响 但耐磨性有明显下降 因此将总压碎指标定为30 6 人工砂的级配问题 人工砂的粒级有差较大的差异 一种人工砂是由制砂机专门生产的 这部分人工砂级配可调整 但其成本较高 另一种是加工碎石时筛除大于4 75mm颗粒后的下脚料 俗称石屑 也有称尾矿 这部分颗粒级配差别很大 一般前者2 36mm以上的颗粒较多 后者0 300与

12、0 150mm的颗粒较多 根据贵州省关于山砂的地方标准及铁道部有关企标 砂的颗粒级配中I区 区对人工砂在300 m 150 m的累计筛余下限均可以下调15 2 36mm的累计筛余上限可以上调15 均可在工程中使用 二 特细砂 1 增加的原因 本次修订增加了特细砂 考虑到天然砂资源越来越溃乏 使用特细砂的地区已不限于重庆地区 原建筑工程部标准 BJG19 65 关于 特细砂混凝土配制及应用规程 至今一直未修订 本次修订将特细砂纳入本标准范围内 由特细砂配制的混凝土 俗称特细砂混凝土 在我国特别是重庆地区应用已有半个世纪 经研究和工程应用表明其许多物理力学性能和耐久性与天然砂配制的混凝土的性能相当

13、或接近 只要材料选择恰当 配合比设计合理 完全可以用于一般混凝土和钢筋混凝土工程 与人工砂复合改性 提高混合砂的细度模数与级配 也可以用于预应力混凝土工程 2 特细砂混凝土的物理力学性能 1 特细砂混凝土拌合物性能特细砂混凝土拌合物的粘度较大 主要结构部位的混凝土必须采用机械拌合 机械振捣 拌合时间应比中 粗砂配制的混凝土延长1 2min 混凝土成型后宜进行二次振捣与抹面 2 特细砂混凝土的抗压强度 特细砂混凝土的抗压强度主要取决于配制材料的种类 质量及各原材料之间的相对比例 配制C50以上强度等级的混凝土 不宜单独使用特细砂作细骨料 需将特细砂与天然中 粗砂或母岩强度满足要求的人工砂按适当比

14、例混合使用 3 抗拉强度 砂率适当时 特细砂混凝土的抗拉强度与抗压强度之比接近中 粗砂混凝土 该比值在5 5 7 5 之间 4 抗折强度 特细砂混凝土的抗折强度与抗压强度之比与中 粗砂混凝土相当 该比值在13 9 16 5 之间 5 轴心抗压强度 同中 粗砂混凝土的轴心抗压强度与抗压强度之比接 一般在73 3 84 1 之间 6 弹性模量 特细砂混凝土的弹性模量主要取决于其抗压强度和粗骨料的品种 且与中 粗砂混凝土的弹性模量相当 一般采用花岗岩碎石作粗骨料所配混凝土的弹性模量低于同条件下高强石灰岩岩碎石混凝土的弹性模量 7 耐磨性 特细砂混凝土的耐磨性较中 粗砂混凝土的耐磨性差 其磨损试验值为

15、3 42 17 35g cm2 而中 粗砂混凝土的磨损试验值仅为0 43 3 58g cm2 8 收缩 特细砂混凝土的收缩值较中 粗砂混凝土同龄其的收缩值稍大 通常180天龄期的收缩值约350 10 6 400 10 6 365天龄期的收缩值为400 10 6 450 10 6 9 徐变 1 卵石特细砂混凝土 2 碎石特细砂混凝土 3 用特细砂配制混凝土的技术要求 1 细度模数 C40 不小于0 90 C35 不小于0 80 C30 不小于0 70 C25以下不小于0 60 配制C60以上混凝土 不宜单独使用特细砂 应与天然砂 粗砂或人工砂按适当比例混合使用 由于特细砂多数均为150 m以下颗

16、粒 因此无级配要求 2 配制防水混凝土的要求 配制有特殊性能要求的混凝土应通过试验 3 含泥量测定 特细砂的含泥量测定应用 虹吸管法 4 砂率 特细砂混凝土配合比的砂率应低于中 粗砂混凝土 5 水泥用量和水灰比 特细砂混凝土的最小水泥用量应按增加20kg m3 最大水泥用量不宜大于550kg m3 6 特细砂混凝土宜配制成低流动混凝土 混凝土拌合物的坍落度宜控制在50mm以内 配制坍落度大于70mm以上的特细砂混凝土 宜掺外加剂 4 特细砂混凝土配合比 1 由于各地区资源条件有所不同 总结适合本地区资源条件管理水平的特细砂混凝土配合比设计方法 2 特细砂混凝土配合比设计仍需遵守低砂率的原则 3 当需要使用化学外加剂时 应进行试配 检验外加剂与所有水泥的适应性 外加剂和掺合料的掺量应通过试验确定 三 增加了C60以上混凝土用砂 石的质量指标 1 增加的原因及内容 随着现代混凝土技术的发展 高标号 高性能混凝土在建筑工程中的使用越来越多 故本标准增加了C60以上混凝土对砂 石的质量要求 以满足工程使用的需求 有以下几项 天然砂中含泥量 砂中的泥块含量 人工砂或混合砂的石粉含量 碎石或卵石中