混凝土用机制砂石料质量标准及检测方法

混凝土用机制砂石料质量标准及检测方

法

混凝土用机制砂石料质量标准及检测方法

2011年05月13日

人工砂在生产过程中，不可避免地要产生一定量的石粉。一些人将人

工砂混凝土的大用水量归咎于石粉，认为石粉对混凝土是有害的，其实这是错

误的。人工砂尖锐的颗粒形状对混凝土和砂浆的和易性是很不利的，尤其是强

度等级低的混凝土和砂浆的和易性很差，而适量石粉的存在便弥补了这一缺陷。我们应该改进对石粉的认识，更好地利用其配制良好的混凝土和砂浆。

石粉的定义标准石粉的定义是：加工前经除土处理，加工后形成粒径

小于75μm，其矿物质组成和化学成分与被加工母岩相同的物质。GB/T14648-1993将0.08mm以下颗粒含量划分为“泥”，这一方法用于天然砂尚可，石粉

的粒径虽然小于0.08mm，但是石粉与天然砂中的泥成分不同，粒径分布不同，

起到的作用也不同，天然砂中的泥土对混凝土和砂浆是有害的，必须控制其含量，而适量的石粉对混凝土和砂浆是有利的，人工砂在开采和生产过程中由于

各种因素或多或少会掺入泥土，而这又是目测和传统含泥量检测所不能区分的，国外许多国家都用亚甲蓝实验评定黏土成分含量，我国新标准中也特别规定了

测人工砂石粉含量必须先进行亚甲蓝MB值的检验或快速检验，这样就避免了因人工砂石粉泥土含量过高而给混凝土及水泥制品带来的负作用。干法机制砂中石粉的作用机理混凝土中若存在大量的孔隙，这对于混凝土的强度发展、抗冻、抗渗等方面是不利的。石粉不具有活性，但是石粉的粒径一般在75μm以下，

从而具有微集料填充效果。在人工砂混凝土中，石粉填充了其中的孔隙，可以

较明显改善混凝土的孔隙特征，改善浆——集料界面结构。资料表明，石粉在

水泥水化过程中起到一定的晶核作用，诱导水泥的水化产物析晶，加速水泥水化，并参加水泥的水化反应，生成水化碳铝酸钙，并阻止钙矾石向单硫型的水

化硫铝酸钙转化。而粒径在0.08mm以下的石粉可以与水泥熟料生成水化碳铝酸钙，从而导致混凝土晶相会有不同程度的改变，提高水泥水化产物的结晶化程

度，进而提高混凝土的密实性，使混凝土的综合性能得以改进。石粉对混凝土和易性的影响泵送混凝土用砂石粉含量宜控制在8%～15％左右，级配越合理，

石粉含量越高，混凝土和易性越好，沁水率越低，尤其是低强度等级混凝土更

为明显，混凝土刚出机时看上去略有“蓬松”的感觉，流动度扩展时间较天然

砂拌制的混凝土略长。石粉对混凝土强度的影响据有关试验表明：（1）机制

砂制成的混凝土中小于0.075mm骨料（石粉）含量在特定范围内提高时会增加

混凝土的抗压强度，而用天然砂制成的混凝土中小于0.075mm骨料含量则对抗

压强度无明显改善；（2）当配合比、石粉含量相同时机制尾矿砂较天然砂早期、后期强度均有明显提高。含有石粉的机制砂对混凝土耐久性、渗透性的影响机制砂粒形越方正，级配越好，在一定范围内石粉含量越高，就可以保证骨料能

够被有效压实，混凝土拌合物更黏稠。混凝土破型后显示砂浆部分水化反应充分，胶结状态优于天然砂，特细颗粒有效填充空隙，能阻止液体的流动、减少

渗透。同时，由于防止了化学物质和液体侵入混凝土中，提高了其耐久性。石粉在机制砂中的含量人工砂中石粉含量的限值规定是争议较大的问题，很多学

者都致力于石粉含量的试验与研究。国标中对石粉含量严格限制为3%、5%、7%，比天然砂含泥量相对放宽2%，但实际生产中可以再进一步放宽这种限制，很多

研究表明，在低标号混凝土中石粉含量高达15%～18%时混凝土仍然具有很好的

性能，并且在碾压混凝土中，只有高石粉含量才能满足工作性的要求。但在高

标号混凝土中，对人工砂中的石粉应进行严格的限制，因为在高标号混凝土中

水灰比较小，石粉的存在严重影响了混凝土的工作性，一般人工砂石粉含量限

制在5%以下。用石灰石生成的人工砂，按不同的石粉掺量配制等水灰比的混凝土，配制低标号混凝土的石粉掺量可以放宽限定，高含量石粉配制混凝土是可

行的，并且能够得到工作性好、综合性能高的混凝土。目前，人工制砂工艺可分为湿法和干法两种，而湿法制砂通过水洗，不仅使石粉含量很难控制，而且

洗走的并非只是75μm以下的颗粒，同时，还洗走了包括150μm、300μm，

600μm的颗粒。所以说，水洗的结果一是浪费，二是破坏了人工砂的自然级配，不利于达到骨料的最大密实。而干法制砂不仅节约了水资源，而且通过选粉机

对砂进行分选，能有效控制石粉的含量，使得砂的细度模数达到最佳。另外所

分离出来的石粉还可用于公路改性沥青或路基垫层，使资源得到高效综合利用，实现零排放。

1 总则

1.0.1 为在普通混凝土中合理使用天然砂,人工砂和碎石、卵石，保证普通混凝土用砂、石的质量,制定本标准。

1.0.2 本标准适用于一般工业与民用建筑和构筑物中普通混凝土用砂的质量要求和检验。

1.0.3 对于长期处于潮湿环境的重要混凝土结构所用的砂、石，应进行碱活性检验。

1.0.3 砂和石的质量要求和检验,除应符合本标准外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术语、符号

2.1 术语

2.1.1 天然砂 natural sand

由自然条件作用而形成的,公称粒径小于 5mm的岩石颗粒。按其产源不同,可分为河砂、海砂和山砂。

2.1.2 人工砂 artificial sand

岩石经除土开采、机械破碎、筛分而成的，公称粒径小于5mm的岩石颗粒。

2.1.3 混合砂 mixed sand

由天然砂与人工砂按一定比例组合而成的砂。

2.1.4 碎石 crushed stone

由天然岩石或卵石经破碎、筛分而得的，公称粒径大于5mm的岩石颗粒。

2.1.5 卵石 gravel