细骨料课件

建筑材料细骨料教学目标通过本章的学习：（1）细骨料的验收要求；（2）细骨料的质量标准；（3）细骨料的取样要求；（4）细骨料的送检程序；（5）相关的仪器设备名称及操作方法；（6）细度模数及颗粒级配曲线；（7）细骨料颗粒级配合格判定及粗细程度判定；（8）颗粒级配及粗细程度对混凝土性能影响；本章内容4.1细骨料（砂）主要技术性能和质量标准4.2细骨料取样4.3细骨料检测方法和检测报告课堂练习复习思考题粒径在0.15~4.75mm之间的骨料称为细骨料（砂）定义又称骨料。混凝土的主要组成材料之一。主要起骨架作用和减小由于胶凝材料在凝结硬化过程中干缩湿胀所引起的体积变化，同时还作为胶凝材料的廉价填充料。有天然骨料和人造骨料之分，前者如碎石、卵石、浮石、天然砂等；后者如煤渣、矿渣、陶粒、膨胀珍珠岩等。颗骨料按颗粒大小分为粗骨料和细骨料，一般规定粒径大于4.75毫米者为粗骨料，如碎石和卵石，粒径自0.15~4.75毫米者为细骨料，如天然砂。4.1细骨料（砂）主要技术性能和质量标准细骨料人工砂天然砂河砂山砂机制砂混合砂分类砂子技术性能含泥量、石粉含量和泥块含量有害物质含量表观密度、堆积密度、空隙率坚固性粗细程度和颗粒级配碱的含量细骨料4.1.1含泥量、石粉含量和泥块含量含泥量指天然砂中粒径小于75微米的颗粒含量；石粉含量，是指人工砂中粒径小于75微米的颗粒含量；泥块含量，则指砂中粒径大于1.18毫米，经水洗手搓后小于600微米的颗粒。应符合下表砂中有害杂质含量的规定（GB/T14684-2001）品质要求（按质量计）（%）项目I类II类III类含泥量＜1.03.05.0泥块含量0＜1.0＜2.0云母含量＜1.02.02.0轻物质＜1.01.01.0有机物含量合格合格合格硫化物、硫酸盐（ＳＯ３）＜0.50.50.5氯化物＜0.010.020.06砂中不应含有活性氧化硅，因为砂中含有的活性氧化硅，能与水泥中的碱分（Ｋ2Ｏ及Ｎａ2Ｏ）起作用，产生碱骨料反应，使混凝土发生膨胀开裂。。工程对有害物质含量的要求☆对抗冻、抗渗要求的混凝土云母含量≤1%☆常处于潮湿环境的重要混凝土结构用砂：应采用砂浆棒法或砂浆长度法进行碱活性检测，如判断有潜在危害时，应控制混凝土碱含量不超过每；立方米3Kg。☆砂中泥块含量对抗冻抗渗及其他特殊要求的≤C25砼用砂，泥块含量不应大于1.0%混凝土强度等级≥C60C55~C30≤C25泥块含量（质量计%）＜0.5＜1.0＜2.0项目指标Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类质量损失，%＜（天然砂）8810单级最大压碎指标，%＜（人工砂）2025304.1.3砂的坚固性指标工程对坚固指标的要求混凝土所处环境条件及其性能要求5次循环后的质量损失，%☆在寒冷及严寒地区室外使用并经常处于潮湿环境或干湿交替状态下的混凝土☆对有抗疲劳、抗冲耐磨要求的混凝土☆有腐蚀介质或经常处于水位变化取得地下结构混凝土≤8其他条件下使用的混凝土≤10图4.1细骨料颗粒级配a-—单一粒径；b—配有部分次大粒径；c—在图b的剩余空隙中再填入小颗粒4.1.4砂的细度模数与颗粒级配砂的颗粒级配，是表示砂大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充的，空隙率越小，混凝土骨架越密实，所需水泥浆越少且有助于混凝土强度和耐久性的提高。从图4.1可以看出：多粒级搭配的砂，空隙率较小。细骨料砂的粗细程度，是指不同粒径的砂粒，混合在一起后的总体的粗细程度，通常有粗砂、中砂与细砂之分。在相同用量条件下，细砂的总表面积较大，而粗砂的总表面积较小。在混凝土中，砂子的表面需要由水泥浆包裹，砂子的总表面积愈大，则需要包裹砂粒表面的水泥浆就愈多。因此，一般说用粗砂拌制混凝土比用细砂所需的水泥浆为省。砂的颗粒级配，即表示砂中大小颗粒的搭配情况。在混凝土中砂粒之间的空隙是由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的，就应尽量减小砂粒之间的空隙。要减小砂粒间的空隙，就必须有大小不同的颗粒搭配。细骨料因此，在拌制混凝土时，砂的颗粒级配和粗细程度应同时考虑。当砂中含有较多的粗粒径砂，并以适当的中粒径砂及少量细粒径砂填充其空隙，则可达到空隙及总表面积均较小，这样的砂比较理想，不仅水泥浆用量较少，而且还可提高混凝土的密实度与强度。它是评定砂质量的重要指标。砂的颗粒级配和粗细程度，常用筛分析的方法进行测定。用级配区表示砂的颗粒级配，用细度模数表示砂的粗细。筛分析的方法，是用一套孔径（净尺寸）为9.50、4.75、2.36、1.18、0.60、0.30、0.15㎜的标准筛，将500g的干砂试样由粗到细依次过筛，然后称得各筛余留在各个筛上的砂的重量，并计算出各筛上的分计筛余百分率ai及累计筛余百分率Ａi（各个筛和比该筛粗的所有分计筛余百分率之和）。评定砂的粗细程度和颗粒级配150μm300μm600μm1.18mm2.36mm4.75mm9.50mm11654321005)(AAAAAAAMx细度模数的计算Ａi---累计筛余百分率，即该号筛与大于该号各筛分计筛余百分率之和。筛孔尺寸(mm)分计筛余（％）累计筛余（％）4.75a1A1=a12.36a2A2=A1+a21.18a3A3=A2+a30.60a4A4=A3+a40.30a5A5=A4+a50.15a6A6=A5+a6细骨料•细度模数（Ｍx）愈大，表示砂愈粗，砂的细度模数范围一般为3.7～0.7，其中Ｍx在3.7～3.１为粗砂，Ｍx在3.0～2.3为中砂，Ｍx在2.2～1.6为细砂，Ｍx在1.5～0.7为特细砂。普通混凝土用砂的细度模数一般.在2.2～3.2之间较为适宜。•国家规范将细度模数为3.7～1.6的普通混凝土用砂，以0.60㎜筛孔的累计筛余量分成三个级配区。普通混凝土用砂的筛分曲线必须包容在三个级配曲线区域中的任一个区域以内。筛孔尺寸（mm）级配区1区2区3区累计筛余（按重量计），%9.50（圆孔）4.75（圆孔）2.36（圆孔）1.18（方孔）0.60（方孔）0.30（方孔）0.15（方孔）010～035～565～3585～7195～80100～90010～025～050～1070～4192～70100～90010～015～025～040～1685～55100～90表4.5砂级配区的规定为便于应用，可将表4.5中的数据，绘制成砂级配曲线图，即以累计筛余百分率为纵坐标，以筛孔尺寸为横坐标，画出砂的“1、2、3”三个区的级配曲线，如图4.3所示。使用时，将砂子筛分试验测算得到的各累计筛余百分率，点绘到图4.3中，并连成曲线，然后观察此筛分结果的曲线，只要曲线落在三个区的任何一个区内，判断砂子级配合格。配制混凝土时，应优先选用2区砂；采用1区砂时，在混凝土配合比设计中应提高砂率并保持足够的水泥用量，以满足和易性；采用3区砂时，应适当降低砂率，以保证混凝土强度。配制混凝土时，宜优先选用2区砂，当采用1区砂时应适当提高砂率，并保证足够的水泥用量，以满足混凝土的和易性，当采用3区砂时，适当降低砂率，以保证混凝土的强度。3区2区1区砂的1、2、3级配区曲线砂的级配合格与否判断方法表观密度空隙率松散堆积堆积密度砂的物理性质小于47%大于2500kg/m3大于1350kg/m34.1.5砂的物理性质（2）砂的含水状态砂的含水状态分干燥、气干、饱和面干及湿润状态。水工混凝土多按饱和面干状态砂作为基准状态设计配合比。工业与民用建筑中则习惯用干燥状态的砂（含水率小于0.5%）及石子（含水率小于0.2%）来设计配合比。4.2细骨料取样4.2.1砂检验批的规定使用单位应按砂同分类、规格、适用等级及日产量每600t为一批，不足600t亦为一批，日产量超过2000t，按1000t为一批，不足1000t亦为一批。4.2.2砂的取样4.2.2.1取样方法（1）在料堆上取样时，取样部位应均匀分布。先将取样部位表层铲除。再从不同部位抽取大致等量的砂样8份组成一组样品。（2）从皮带运输机上取样时，应用接料器在皮带运输机机尾的出料处定时抽取大致等量的砂样4份，组成一组样品。（3）从火车、汽车、货船上取样时，应从不同部位和深度抽取大致等量的砂样8份，组成一组样品。4.2.2.2取样数量每组样品的取样数量，对单项试验，应不小于表4.6规定的最少数量。须做几项试验时，如确能保证样品经一项试验后不致影响另一项试验结果，也可以用同一组样品进行几项不同的试验。序号试验项目最少取样数量序号试验项目最少取样数量1颗粒级配4.48硫化物及硫酸盐含量0.62含泥量4.49氯化物含量4.43石粉含量6.010坚固性天然砂8.04泥块含量20.0人工砂20.05云母含量0.611表观密度2.66轻物质含量3.212堆积密度与空隙率5.07有机质含量2.013碱骨料反应20.0表4.6单项试验所需砂的最少数量（GB/T14684-2001）单位:kg4.2.2.3砂样的缩分（1）采用人工四分法。将所取砂样置于平板上。在潮湿状态下拌和均匀，堆成厚约2cm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4份，取其对角两份重新拌匀，再堆成“圆饼”。重复以上过程，直至缩分后质量略多于试验所必需质量。（2）用分料器法。将样品在潮湿状态下拌和均匀，然后通过分料器，取接料斗中的其中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。（3）堆积密度、人工砂坚固性检验所用试样可不经缩分，在拌匀后直接进行试验。分料器1、分料漏斗2、接料器4.3细骨料检测方法和检测报告4.3.1砂检验分类4.3.2砂颗粒级配试验4.3.3砂的表观密度试验4.3.4砂的堆积密度与空隙率试验4.3.5砂的含泥量测定4.3.6砂泥块含量测定4.3.7砂中有机物含量测定4.3.8检测报告4.3.1砂检验分类4.3.1.1出厂检验建筑用砂出厂检验的项目：颗粒级配、细度模数、松散堆积密度、泥块含量。对天然砂应增加含泥量及云母含量；对人工砂应增加石粉含量及坚固性测定。4.3.1.2型式检验砂型式检验的项目：颗粒级配、含泥量、石粉含量和泥块含量、有害物质及坚固性，碱骨料反应根据需要进行。有下列情况之一时，应进行型式检验：新产品投产和老产品转产时；原料资源或生产工艺发生变化时；正常生产时，每年进行一次；国家质量监督机构要求检验时。4.3.2砂颗粒级配试验4.3.2.1试验目的测定砂的颗粒级配，计算细度模数，评定砂料品质和进行施工质量控制。掌握GB/T14684-2001《建筑用砂》的测试方法，正确使用所用仪器与设备，并熟悉其性能。4.3.2.2主要仪器设备（1）方孔筛：孔径为0.15mm、0.30mm、0.60mm、1.18mm、2.36mm、4.75mm及9.5mm的筛各一只，并附有筛底和筛盖；（2）台秤：称量1000g，感量1g；（3）烘箱：能使温度控制在（105±5）℃；（4）摇筛机；（5）搪瓷盘、毛刷等。4.3.2.3试验方法（1）试样制备按规定取样，并将试样缩分至约1100g，放在烘箱中于（105±5）oC下烘干至恒量（指试样在烘干1h～3h的情况下，其前后质量之差不大于该项试验所要求的称量精度），待冷却至室温后，筛除大于9.5mm的颗粒并计算筛余百分率，分成大致相等的试样两份备用。（2）筛分称烘干试样500g（精确至1g），倒入按孔径大小从上到下组合的套筛（附筛底）上，置套筛于摇筛机上筛10min，取下后逐个用手筛，筛至每分钟通过量小于试样总量的0.1%为止。通过的颗粒并入下一号筛中，顺序过筛，直至各号筛全部筛完。式中：G——在一个筛上的筛余量，g；A——筛面面积,mm2；d——筛孔尺寸,mm2。称取各号筛的筛余量（精确至1g）,各号筛上的筛余量若有超过按式4.2计算值时，须将该粒级试样分成少于按式4.2计算的量，分别筛，筛余量之和即为该筛的筛余量。注：筛分后，各号筛的筛余量与筛底的量之和同原试样质量之差超过1%时，须重新试验。2005.0dAG4.3.2.4结果计算与评定（1）计算各筛的分计筛余百分率：各号筛的筛余